量子比特

參照Shannon資訊理論中比特描述信號可能狀態的特徵，量子信息中引入了“量子比特”的概念。量子比特的英文名字為quantum bit，簡寫為qubit或qbit。

1983年，Stephen wiesner在他量子貨幣的提案中第一次引入了量子比特的概念。而“量子比特”這個術語的問世應歸功於Benjamin schumacher，在他論文的致謝辭中，schumacher 表示術語“量子比特”是他在同William wootters的一次談話時提出的，只是因為它同古代的一種長度測量單位腕尺（cubit）的發音相似。在量子計算中，作為量子信息單位的是量子比特，量子比特與經典比特相似，只是增加了物理原子的量子特性。

量子比特還沒有一個明確的定義，不同的研究者採用不同的表達方式，例如，從物理學的角度，人們習慣於根據量子態的特性稱為量子比特（qubit或qbit）、糾纏比特（ebit）、三重比特（tribit）、多重比特（multibit）和經典比特（cbit）等等。這種方式讓人眼花繚亂，並且對量子比特的描述要根據具體的物理特性來描述。為了避免這些問題的困擾，這裡從資訊理論的角度對量子比特做出統一的描述。

量子計算機的物理結構是糾纏態原子自身的有序排列，量子比特在系統中表示狀態記憶和糾纏態。量子計算是通過對具有量子演演算法的量子比特系統進行初始化而實現的，這裡的初始化指的是把系統製備成糾纏態的一些先進的物理過程。在兩態的量子力學系統中量子比特用量子態來描述，這個系統在形式上與複數範圍內的二維矢量空間相同。兩態量子力學系統的例子是單光子的偏振，這裡的兩個狀態分別是垂直偏振光和水平偏振光。

在經典力學系統中，一個比特的狀態是唯一的，而量子力學允許量子比特是同一時刻兩個狀態的疊加，這是量子計算的基本性質。

從物理上來說量子比特就是量子態，因此，量子比特具有量子態的屬性。由於量子態的獨特量子屬性，量子比特具有許多不同於經典比特的特徵，這是量子信息科學的基本特徵之一。