Evrensel kuantum kapıları ailesi CNOT kapısını ve Hadamard kapısını içeriyor mu?
Kuantum hesaplama alanında, evrensel kuantum kapıları ailesi kavramı büyük önem taşımaktadır. Evrensel bir kapı ailesi, herhangi bir üniter dönüşümün istenen herhangi bir doğruluk derecesine yaklaşması için kullanılabilecek bir dizi kuantum kapısı anlamına gelir.
CNOT kapısı ve Hadamard kapısı, benzersiz özellikleri ve yetenekleri nedeniyle sıklıkla evrensel bir aileye dahil edilen iki temel kapıdır.
Kontrollü-NOT geçidinin kısaltması olan CNOT geçidi, yalnızca kontrol kubiti |1⟩ durumundaysa hedef kübit üzerinde NOT işlemi (bit çevirme) gerçekleştiren iki kübitli bir geçittir. Matris formunda CNOT kapısı şu şekilde temsil edilebilir:
[text{CNOT} = başlangıç{bmatrix}
1 & 0 & 0 & 0 \
0 & 1 & 0 & 0 \
0 & 0 & 0 & 1 \
0 & 0 & 1 & 0
bitiş {b matrisi}
]
Hadamard kapısı, süperpozisyon yaratan ve temel değişiklik gerçekleştiren tek kübitli bir kapıdır. |0⟩ durumunu (|0⟩ + |1⟩)/√2'ye ve |1⟩ durumunu (|0⟩ – |1⟩)/√2'ye dönüştürür. Hadamard kapısının matris gösterimi:
[H = frac{1}{sqrt{2}} begin{bmatrix}
1 ve 1 \
1 & -1
bitiş {b matrisi}
]
Evrensel bir kapı ailesi oluşturmak için, bir kuantum sisteminde herhangi bir üniter dönüşümü üretebilen bir kapı kümesine sahip olmak önemlidir. CNOT kapısı, kuantum hesaplaması için temel bir gereklilik olan kübitleri dolaştırmak için olmazsa olmazdır. Öte yandan Hadamard kapısı, süperpozisyon oluşturmak ve temel değişiklikleri gerçekleştirmek için önemlidir ve daha geniş bir kuantum operasyonları yelpazesine olanak tanır.
Tek kübitli faz kapısı gibi diğer kapılarla birleştirildiğinde, CNOT kapısı ve Hadamard kapısı, herhangi bir üniter dönüşüme (veya herhangi bir başka kuantum kapısına veya bu tür kapılardan oluşan bir diziye) yaklaşabilen güçlü bir 3 işlem kümesi oluşturur. Herhangi bir üniter dönüşüme yaklaşma yeteneği, onları evrensel bir kapı ailesinin parçası yapan şeydir.
CNOT kapısı ve Hadamard kapısı, kubitleri dolaştırma, süperpozisyon oluşturma ve çok çeşitli kuantum operasyonlarını mümkün kılma yetenekleri nedeniyle evrensel kuantum kapıları ailesinin ayrılmaz bileşenleridir. Bu kapıları diğer kuantum kapılarıyla (yeterince tek kübit faz kapısıyla) birleştirerek herhangi bir üniter dönüşümü yaklaşık olarak hesaplamak mümkündür, bu da onları kuantum hesaplamanın temel yapı taşları haline getirir.
ile ilgili diğer yeni sorular ve cevaplar EITC/QI/QIF Kuantum Bilgi Temelleri:
- Kuantum durumlarının genlikleri her zaman gerçek sayılar mıdır?
- 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?
- 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