Wie unterscheidet sich ein Qubit von einem normalen Bit?

Ein Qubit (quantum bit) unterscheidet sich in mehreren wesentlichen Punkten von einem klassischen Bit:

1. **Superposition**: Ein klassisches Bit kann nur einen von zwei Zuständen annehmen, entweder 0 oder 1. Ein Qubit hingegen kann sich in einer Superposition befinden, was bedeutet, dass es gleichzeitig in beiden Zuständen 0 und 1 sein kann. Diese Superposition wird durch eine lineare Kombination der Zustände 0 und 1 beschrieben.

2. **Verschränkung**: Qubits können miteinander verschränkt sein, was bedeutet, dass der Zustand eines Qubits direkt mit dem Zustand eines anderen Qubits verbunden ist, unabhängig von der Entfernung zwischen ihnen. Diese Eigenschaft ermöglicht es, komplexe Quantenoperationen durchzuführen, die in der klassischen Informatik nicht möglich sind.

3. **Messung**: Bei der Messung eines Qubits kollabiert die Superposition in einen der beiden klassischen Zustände (0 oder 1). Die Wahrscheinlichkeit, in welchem Zustand das Qubit gemessen wird, hängt von den Koeffizienten der Superposition ab.

4. **Quanten-Gatter**: Während klassische Bits durch logische Gatter (AND, OR, NOT, etc.) manipuliert werden, werden Qubits durch Quanten-Gatter manipuliert, die auf den Prinzipien der Quantenmechanik basieren. Diese Gatter können komplexe Operationen wie die Hadamard-Transformation oder die CNOT-Operation durchführen.

Diese Eigenschaften ermöglichen es Quantencomputern, bestimmte Berechnungen viel effizienter durchzuführen als klassische Computer.