Pelo que entendi, a principal diferença entre computadores quânticos e não quânticos é que computadores quânticos usam qubits, enquanto computadores não quânticos usam bits (clássicos).
Qual é a diferença entre qubits e bits clássicos?
Um bit é uma unidade binária de informação usada na computação clássica. Pode levar dois valores possíveis, geralmente considerados ou 1 . Os bits podem ser implementados com dispositivos ou sistemas físicos que podem estar em dois estados possíveis.
Para comparar e contrastar bits com qubits, vamos introduzir uma notação vetorial para bits da seguinte forma: um bit é representado por um vetor de coluna de dois elementos , onde α representa 0 e β para 1 . Agora o bit 0 é representada pelo vector ( 1 , 0 ) t e o bit 1 por ( 0 , 1 ) T . Assim como antes, existem apenas dois valores possíveis.
As operações usuais que são realizadas em qubits durante uma computação quântica são portas e medições quânticas. Um portão quântico (qubit único) recebe como entrada um qubit e fornece como saída um qubit que é uma transformação linear do qubit de entrada. Ao usar a notação vetorial acima para qubits, os portões devem ser representados por matrizes que preservam a condição de normalização; essas matrizes são chamadas matrizes unitárias. Portões clássicos podem ser representados por matrizes que mantêm bits como bits, mas observe que matrizes que representam portões quânticos geralmente não atendem a esse requisito.
Não há muito que se possa fazer com um único bit ou qubit . O poder computacional completo de qualquer um deles vem do uso de muitos, o que leva à diferença final entre eles que será abordada aqui: vários qubits podem ser enredados. Informalmente, o emaranhamento é uma forma de correlação muito mais forte do que os sistemas clássicos podem ter. Juntas, superposição e emaranhamento permitem projetar algoritmos realizados com qubits que não podem ser feitos com bits. De maior interesse são os algoritmos que permitem a conclusão de uma tarefa com complexidade computacional reduzida quando comparados aos algoritmos clássicos mais conhecidos.
Antes de concluir, deve-se mencionar que um qubit pode ser simulado com bits (e vice-versa ), mas o número de bits necessários cresce rapidamente com o número de qubits. Consequentemente, sem computadores quânticos confiáveis, os algoritmos quânticos são apenas de interesse teórico.