En computación cuántica, un qubit o bit cuántico (quantum bit) es una unidad de información cuántica (la versión cuántica del tradicional bit) con dimensiones adicionales asociadas a las propiedades cuánticas de los átomos físicos.

La computación cuántica es realizada tras iniciar un sistema de qubits con un algoritmo cuántico ("iniciar" hace referencia a algún proceso físico avanzado que pone el sistema en un estado de entrelazamiento cuántico).

El qubit es descrito por un vector en un sistema cuántico-mecánico de dos niveles, que es formalmente equivalente a un espacio vectorial bidimensional sobre números complejos.

Bits vs Qubits

Un bit es la unidad básica de la información de las computadoras tradicionales. Sin tener en cuenta de su implementación física, un bit siempre se interpreta como un 0 o un 1.

Un qubit tiene ciertas similitudes con un bit clásico. Como un bit, un qubit puede tener dos posibles valores 0 ó 1; la diferencia es que mientras que un bit puede ser 0 ó 1, un qubit puede ser 0, 1 o una superposición cuántica de ambos.

En tanto, dos qubits pueden estar en cualquiera de los cuatro estados de superposición cuántica, y tres qubits en cualquiera de las 8 superposiciones.

En general, una computadora cuántica con N qubits, puede estar en una superposición cuántica arbitraria de 2 elevado a la N estados simultáneamente (una computadora normal puede solo estar en uno de esos 2 a la N estados en un único momento). Una computadora cuántica opera manipulando esos qubits con una secuencia fija de puertas lógicas cuánticas. La secuencia de puertas a ser aplicadas es llamada algoritmo cuántico.