Да ли универзална породица квантних капија укључује ЦНОТ капију и Адамардову капију?
У области квантног рачунања, концепт универзалне породице квантних капија има значајан значај. Универзална породица капија се односи на скуп квантних капија који се могу користити за апроксимацију било које унитарне трансформације на било који жељени степен тачности.
ЦНОТ капија и капија Адамард су две основне капије које се често укључују у такву универзалну породицу због својих јединствених својстава и могућности.
ЦНОТ капија, скраћеница од Контролисана-НЕ капија, је капија од два кубита која изводи НОТ операцију (бит-флип) на циљном кубиту само ако је контролни кубит у стању |1⟩. У матричном облику, ЦНОТ капија се може представити као:
[текст{ЦНОТ} = почетак{бматрик}
1 & 0 & 0 & 0 \
0 & 1 & 0 & 0 \
0 & 0 & 0 & 1 \
0 и 0 и 1 и 0
крај{бматрик}
]
Адамардова капија је капија са једним кубитом која ствара суперпозицију и врши промену базе. Он трансформише стање |0⟩ у (|0⟩ + |1⟩)/√2 и стање |1⟩ у (|0⟩ – |1⟩)/√2. Матрични приказ Адамард капије је:
[Х = фрац{1}{скрт{2}} бегин{бматрик}
1 & 1 \
1 & -1
крај{бматрик}
]
Да би се формирала универзална породица капија, важно је имати скуп капија који може да генерише било коју унитарну трансформацију у квантном систему. ЦНОТ капија је неопходна за заплетање кубита, што је кључни захтев за квантно рачунање. Адамардова капија је, с друге стране, важна за стварање суперпозиције и извођење промена базе, омогућавајући шири спектар квантних операција.
Када се комбинују са другим капијама као што су једнокубитна фазна капија, ЦНОТ капија и Адамардова капија формирају моћан скуп од 3 операције које могу апроксимирати било коју унитарну трансформацију (или било која друга квантна капија или скуп таквих капија). Ова способност да се приближе било којој јединственој трансформацији је оно што их чини делом универзалне породице капија.
ЦНОТ капија и Адамардова капија су интегралне компоненте универзалне фамилије квантних капија због својих могућности заплетања кубита, стварања суперпозиције и омогућавања широког спектра квантних операција. Комбиновањем ових капија са другим квантним капијама (довољно са једном фазном капијом у кубиту), могуће је апроксимирати било коју унитарну трансформацију, чинећи их основним грађевинским блоковима у квантном прорачуну.
Остала недавна питања и одговори у вези ЕИТЦ/КИ/КИФ Куантум Информатион Фундаменталс:
- Да ли су амплитуде квантних стања увек реални бројеви?
- Како функционише капија квантне негације (квантно НЕ или Паули-Кс капија)?
- Зашто је Адамард капија самореверзибилна?
- Ако измерите 1. кубит Белл стања у одређеној бази, а затим измерите 2. кубит у бази ротираној за одређени угао тхета, вероватноћа да ћете добити пројекцију на одговарајући вектор једнака је квадрату синуса од тхета?
- Колико битова класичне информације би било потребно да се опише стање произвољне суперпозиције кубита?
- Колико димензија има простор од 3 кубита?
- Да ли ће мерење кубита уништити његову квантну суперпозицију?
- Могу ли квантне капије имати више улаза него излаза на сличан начин као класичне капије?
- Шта је експеримент са двоструким прорезом?
- Да ли је ротирање поларизационог филтера еквивалентно промени основе мерења поларизације фотона?
Погледајте више питања и одговора у ЕИТЦ/КИ/КИФ Куантум Информатион Фундаменталс