Apa kulawarga universal gerbang kuantum kalebu gerbang CNOT lan gerbang Hadamard?
Ing alam komputasi kuantum, konsep kulawarga universal gerbang kuantum penting banget. Kulawarga gerbang universal nuduhake sakumpulan gerbang kuantum sing bisa digunakake kanggo ngira-ngira transformasi kesatuan menyang tingkat akurasi sing dikarepake.
Gerbang CNOT lan gerbang Hadamard minangka rong gerbang dhasar sing asring kalebu ing kulawarga universal amarga sifat lan kemampuan sing unik.
Gerbang CNOT, singkatan saka Controlled-NOT gate, yaiku gerbang loro-qubit sing nindakake operasi NOT (bit-flip) ing qubit target mung yen qubit kontrol ana ing negara |1⟩. Ing wangun matriks, gerbang CNOT bisa diwakili minangka:
[teks {CNOT} = wiwit {bmatrix}
1 & 0 & 0 & 0 \
0 & 1 & 0 & 0 \
0 & 0 & 0 & 1 \
0 & 0 & 1 & 0
pungkasan {bmatrix}
]
Gerbang Hadamard minangka gapura qubit tunggal sing nggawe superposisi lan nindakake owah-owahan dhasar. Ngowahi status |0⟩ dadi (|0⟩ + |1⟩)/√2 lan status |1⟩ dadi (|0⟩ – |1⟩)/√2. Representasi matriks gerbang Hadamard yaiku:
[H = frac{1}{sqrt{2}} wiwit{bmatrix}
1 & 1 \
1 & -1
pungkasan {bmatrix}
]
Kanggo mbentuk kulawarga gerbang universal, penting kanggo duwe set gerbang sing bisa ngasilake transformasi kesatuan ing sistem kuantum. Gerbang CNOT penting kanggo ngganggu qubit, syarat utama kanggo komputasi kuantum. Gerbang Hadamard, ing tangan liyane, penting kanggo nggawe superposisi lan nindakake owah-owahan basis, mbisakake operasi kuantum sing luwih akeh.
Nalika digabungake karo gerbang liyane kayata gerbang fase qubit siji, gerbang CNOT lan gerbang Hadamard mbentuk 3 operasi sing kuat sing bisa ngira-ngira transformasi kesatuan (utawa gerbang kuantum liyane utawa sakumpulan gerbang kasebut). Kemampuan iki kanggo kira-kira transformasi kesatuan apa wae sing ndadekake dheweke dadi bagian saka kulawarga gerbang universal.
Gerbang CNOT lan gerbang Hadamard minangka komponèn integral saka kulawarga gerbang kuantum universal amarga kapabilitas ing qubits entangling, nggawe superposisi, lan mbisakake sawetara saka sudhut operasi kuantum. Kanthi nggabungake gerbang kasebut karo gerbang kuantum liyane (cukup karo gerbang fase qubit tunggal), bisa dikira-kira transformasi kesatuan, nggawe blok bangunan penting ing komputasi kuantum.
Pitakonan lan jawaban anyar liyane babagan EITC/QI/QIF Quantum Information Fundamentals:
- Apa amplitudo negara kuantum tansah nomer nyata?
- Kepiye gerbang negasi kuantum (kuantum NOT utawa gerbang Pauli-X) beroperasi?
- Napa gerbang Hadamard bisa dibalik?
- Yen ngukur qubit 1st negara Bell ing basis tartamtu lan banjur ngukur qubit 2nd ing basis diputer dening sudhut theta tartamtu, kemungkinan sing bakal diwenehi proyeksi kanggo vektor cocog padha karo kothak sinus theta?
- Pira informasi klasik sing dibutuhake kanggo nggambarake kahanan superposisi qubit sing sewenang-wenang?
- Pira dimensi nduweni spasi 3 qubit?
- Apa pangukuran qubit bakal ngrusak superposisi kuantum?
- Apa gerbang kuantum duwe input luwih akeh tinimbang output sing padha karo gerbang klasik?
- Apa eksperimen celah kaping pindho?
- Apa muter filter polarisasi padha karo ngganti basis pangukuran polarisasi foton?
Deleng pitakonan lan jawaban liyane ing EITC/QI/QIF Quantum Information Fundamentals