양자 컴퓨터의 큐비트는 왜 0 과 1 을 함께 가질 수 있을까?

Why can a qubit hold 0 and 1 at once?

보통 컴퓨터의 비트는 0 아니면 1 인데, 큐비트는 어떻게 둘을 «함께» 가질까요?

무슨 일이 일어났나

NIST 에 따르면 보통 비트는 0 이나 1 하나지만, 큐비트는 0, 1, 또는 둘이 섞인 상태일 수 있습니다.

큐비트는 원자의 스핀처럼 재면 두 가지 가운데 하나로만 나오는 양자 대상으로 만드는데, 재기 전에는 두 결과가 확률로 섞여 있고 재는 순간 하나로 정해집니다.

시뮬레이터에서 «위» 로 고른 은 원자를 두 번째 자석에 보내면 자석 각도 θ 에 따라 위로 가는 몫이 cos²(θ/2) 로 바뀌어, 0° 면 1, 60° 면 0.742(예상 0.750), 90° 면 0.479(예상 0.500)입니다.

NIST 는 큐비트 2 개가 0 · 1 조합 4 가지를, 3 개가 8 가지를 함께 품고, 하나를 더할 때마다 조합 수가 두 배가 된다고 설명합니다.

💡 생활 속 예시

  • 컴퓨터 화면의 흑백 화소는 꺼짐(0) 아니면 켜짐(1)이지만, 큐비트는 «얼마만큼 0, 얼마만큼 1» 인 섞임을 품을 수 있습니다.
  • 분식집의 «반반 김밥» 은 이미 반쪽씩 정해져 있지만, 큐비트의 섞임은 재기 전까지 어느 쪽인지 정해져 있지 않다는 점이 다릅니다.

확인된 값

큐비트는 0, 1, 또는 둘이 섞인 상태일 수 있다
0, 1, or mix 출처
큐비트 2 개가 동시에 품는 0 · 1 조합 수
4 출처
큐비트 3 개가 품는 조합 수
8 출처
큐비트 하나를 더할 때마다 조합 수가 두 배
doubles 출처
오늘날 좋은 양자 컴퓨터의 오류 (약 1,000 번에 한 번)
0.001 출처

교육과정에서는

  • 한국 2022 · 전자기와 양자 · 양자와 미시세계 [12전자03-02]

출처

이어서 보기

같은 단원 · 원자와 양자 역학

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