범용 양자 게이트 제품군에는 CNOT 게이트와 Hadamard 게이트가 포함됩니까?

/ / 에 게시됨 양자 정보, EITC/QI/QIF 양자 정보 기초, 양자 계산 소개, 유니버설 게이트 패밀리

양자 계산 영역에서 보편적인 양자 게이트 계열의 개념은 매우 중요합니다. 범용 게이트 계열은 원하는 정확도로 단일 변환을 근사화하는 데 사용할 수 있는 양자 게이트 세트를 나타냅니다.

CNOT 게이트와 Hadamard 게이트는 고유한 속성과 기능으로 인해 이러한 범용 제품군에 종종 포함되는 두 가지 기본 게이트입니다.

Controlled-NOT 게이트의 약자인 CNOT 게이트는 제어 큐비트가 |1⟩ 상태인 경우에만 대상 큐비트에 대해 NOT 연산(비트 플립)을 수행하는 XNUMX큐비트 게이트입니다. 행렬 형태로 CNOT 게이트는 다음과 같이 표현될 수 있습니다.

[
텍스트{CNOT} = 시작{bmatrix}
1 & 0 & 0 & 0 \
0 & 1 & 0 & 0 \
0 & 0 & 0 & 1 \
0 및 0 및 1 및 0
끝{bmatrix}
]

Hadamard 게이트는 중첩을 생성하고 기본 변경을 수행하는 단일 큐비트 게이트입니다. |0⟩ 상태를 (|0⟩ + |1⟩)/√2로 변환하고 |1⟩ 상태를 (|0⟩ – |1⟩)/√2로 변환합니다. Hadamard 게이트의 행렬 표현은 다음과 같습니다.

[
H = 분수{1}{sqrt{2}} 시작{bmatrix}
1 & 1 \
1 & -1
끝{bmatrix}
]

범용 게이트 패밀리를 형성하려면 양자 시스템에서 모든 단위 변환을 생성할 수 있는 게이트 집합을 갖는 것이 중요합니다. CNOT 게이트는 양자 계산의 핵심 요구 사항인 큐비트를 얽히게 하는 데 필수적입니다. 반면, 아다마르 게이트는 중첩을 만들고 기반 변경을 수행하는 데 중요하여 더 광범위한 양자 연산을 가능하게 합니다.

단일 큐비트 위상 게이트와 같은 다른 게이트와 결합하면 CNOT 게이트와 Hadamard 게이트는 모든 단일 변환(또는 다른 양자 게이트 또는 이러한 게이트 세트)을 근사화할 수 있는 강력한 3가지 작업 세트를 형성합니다. 모든 단일 변환을 근사화하는 이러한 능력은 이를 보편적인 게이트 계열의 일부로 만드는 것입니다.

CNOT 게이트와 Hadamard 게이트는 큐비트 얽힘, 중첩 생성 및 광범위한 양자 작업 가능 기능으로 인해 범용 양자 게이트 제품군의 필수 구성 요소입니다. 이러한 게이트를 다른 양자 게이트(단일 큐비트 위상 게이트로 충분)와 결합하면 모든 단위 변환을 근사화할 수 있어 양자 계산의 필수 구성 요소가 됩니다.

기타 최근 질문 및 답변 EITC/QI/QIF 양자 정보 기초:

EITC/QI/QIF Quantum Information Fundamentals에서 더 많은 질문과 답변 보기

더 많은 질문과 답변:

아래의 태그 : , , , ,