Эквивалентны ли 6 часов сна ночью плюс 2 часа сна днем здоровому восьмичасовому ночному сну?

Нет, так как фазы сна будут различаться. Поскольку потребности в режиме сна уникальны для каждого, такое график может не оказать особого влияния на вас, но для большинства людей он будет вредным. 

После 2 часов сна днем может наступить слабость и вялость. Не рекомендуется днем спать более 1 часа.

6 часовой ночной сон чаще всего недостаточный. К такому режиму можно привыкнуть (сам так сплю), но его не стоит рекомендовать.

Нормальный сон:

• от 0 до 3 месяцев — 14–17 часов;

• от 4 до 11 месяцев — 12–15 часов;

• от 1 года до 2 лет — 11–14 часов;

• от 3 до 5 лет — 10–13 часов;

• от 6 до 15 лет — 9–11 часов;

• от 14 до 17 лет — 8–10 часов;

• от 18 до 64 лет — 7–9 часов;

• 65 лет и более — 7–8 часов.

Хорошая статья про сон есть у Лайфхакера - lifehacker.ru

Плюсы двухфазного сна:

Современные эксперименты показали, что двухфазный сон действительно может добавить вам баллы в креативности. Дело в том, что люди просыпаются сразу после REM-сна, когда электрическая активность мозга схожа с состоянием бодрствования. Память очищена от лишней информации, ум светлый, внимание ясное, вы полны творческой энергии.

Рекомендую к просмотру лекцию Аси Казанцевой, где она подробно разбирает все, что касается сна: www.youtube.com

Но для тех, кому хочется кратких и четких ответов прямо здесь и сейчас отвечу на поставленный вопрос:

Вообще сон делиться на фазы, приблизительно равняющиеся полутора часам (первый цикл ближе к 2ум). Таким образом, если не получается спать все 8 часов (то есть полный 1 цикл и еще 4 более коротких), то для большей продуктивности нужно рассчитывать свой сон так, чтобы он был кратен описанным ранее периодам времени, таким образом циклы сна не будут прерываться и организм будет получать от него больше выгоды. То есть лучше проспать сначала 6,5 часов, а потом еще 2.

Что касается восстановления "полноценности" сна, то нет. Один глубокий сон будет эффективнее двух неполных, так как многие процессы, происходящие в организме во время сна, активируются именно в последнем цикле, который, при описанном в вопросе раскладе, не происходит никак (ведь это 6,5 - 8 часы сна).

И еще раз, если вас интересуют рекомендации для улучшения качества сна — посмотрите лекцию, очень познавательно и доступно.

Полноценным сном считается сон от 5 до 8 часов, вы попадаете в категорию выспавшихся, еще и счастливчиков, которые могут себе позволить роскошь спать днем, а вообще всё индивидуально, иногда разбитое состояние не есть следствие недосыпа.