Kontrollü-DEĞİL (CNOT) kapısı, kuantum bilgi işlemede çok önemli bir rol oynayan temel iki kubitlik bir kuantum kapısıdır. Kübitleri dolaştırmak için gereklidir, ancak her zaman kübit dolaşmasına yol açmaz. Bunu anlamak için kuantum hesaplamanın ilkelerini ve kübitlerin farklı işlemler altındaki davranışlarını derinlemesine incelememiz gerekiyor.
Kuantum hesaplamada kübitler, aynı anda hem 0 hem de 1'i temsil eden süperpozisyon durumlarında mevcut olabilir. Pauli-X kapısı veya Hadamard kapısı gibi tek kübitli geçitler süperpozisyon durumundaki bir kübite uygulandığında, kübiti başka bir kübitle dolaştırmadan durumların olasılık genlikleri değiştirilebilir. Bu, tek kübitli kapıların, diğer kübitlerle dolaşma yaratmadan bir kübitin durumunu değiştirebileceği anlamına gelir.
Öte yandan CNOT kapısı, genellikle kontrol kübiti ve hedef kübit olarak adlandırılan iki kübit üzerinde etki eder. CNOT geçidi, hedef kübitin durumunu ancak ve ancak kontrol kubiti |1⟩ durumundaysa çevirir. Bu işlem, kontrol kübitinin süperpozisyon durumunda olması durumunda iki kübit arasında dolaşıklığa neden olur. Kontrol kübiti |0⟩ ve |1⟩ süperpozisyonunda olduğunda, CNOT geçidi uygulandıktan sonra ortaya çıkan durum, iki kübitin dolaşmış halidir.
Ancak kontrol kübiti belirli bir durumdaysa (|0⟩ veya |1⟩), CNOT geçidi klasik bir XOR kapısı gibi davranır ve kübitleri dolaştırmaz. Bu durumda çıkış durumu, bireysel kübit durumlarının tensör çarpımı olarak ifade edilebilir, bu da onların dolaşık olmadıklarını gösterir.
Bu kavramı açıklamak için, kontrol kübitinin |0⟩ durumunda olduğu ve hedef kübitin |+⟩ (süperpozisyon durumu) durumunda olduğu bir örneği ele alalım. Bu senaryoda bir CNOT geçidi uygulamak, hedef kübitin değişmeden kalmasına neden olacak ve bu da dolaşmanın meydana gelmediğini gösterecek.
CNOT geçidi, kübitleri dolaştırmak için güçlü bir araç olsa da, kübitleri dolaşıklaştırma yeteneği, kontrol kübitinin durumuna bağlıdır. Kontrol kübiti süperpozisyon durumundayken, CNOT geçidi kübitleri dolaştırabilir; aksi halde klasik davranır ve dolaşıklık yaratmaz.
ile ilgili diğer yeni sorular ve cevaplar EITC/QI/QIF Kuantum Bilgi Temelleri:
- Kuantum olumsuzlama kapısı (kuantum NOT veya Pauli-X kapısı) nasıl çalışır?
- Hadamard kapısı neden kendi kendine tersine çevrilebilir?
- Bell durumunun 1. kübitini belirli bir bazda ölçerseniz ve ardından 2. kübiti belirli bir teta açısıyla döndürülmüş bir bazda ölçerseniz, karşılık gelen vektöre projeksiyon elde etme olasılığınız sinüs tetanın karesine eşit olur mu?
- Rastgele bir kübit süperpozisyonunun durumunu tanımlamak için kaç bitlik klasik bilgi gerekli olacaktır?
- 3 kübitlik uzayın kaç boyutu vardır?
- Bir kübitin ölçümü onun kuantum süperpozisyonunu yok edecek mi?
- Kuantum kapılarının, klasik kapılara benzer şekilde, çıktılardan daha fazla girdisi olabilir mi?
- Evrensel kuantum kapıları ailesi CNOT kapısını ve Hadamard kapısını içeriyor mu?
- Çift yarık deneyi nedir?
- Polarizasyon filtresini döndürmek, foton polarizasyon ölçüm esasını değiştirmeye eşdeğer midir?
EITC/QI/QIF Quantum Information Fundamentals'da daha fazla soru ve yanıt görüntüleyin