Kontrollitud-NOT (CNOT) värav on põhiline kahe kubitine kvantvärav, mis mängib kvantteabe töötlemisel üliolulist rolli. See on kubitide põimumiseks hädavajalik, kuid see ei too alati kaasa kubitite takerdumist. Selle mõistmiseks peame süvenema kvantarvutuse põhimõtetesse ja kubittide käitumisse erinevate operatsioonide korral.
Kvantarvutuses võivad kubitid eksisteerida superpositsiooni olekutes, esindades samaaegselt nii 0 kui 1. Kui rakendate superpositsiooni olekus olevale kubitile ühe kubiti väravaid, nagu Pauli-X värav või Hadamardi värav, võib see muuta olekute tõenäosusamplituude ilma kubiti teisega segamata. See tähendab, et ühe kubitiga väravad saavad manipuleerida kubiti olekuga ilma teiste kubitidega takerdumist tekitamata.
Teisest küljest toimib CNOT-värav kahel kubitil, mida tavaliselt nimetatakse kontroll-kubitiks ja siht-kubitiks. CNOT-värav muudab siht-kubiti oleku siis ja ainult siis, kui juht-kubit on olekus |1⟩. Selle toimingu tulemuseks on kahe kubiti vahele põimumine, kui kontrollkubit on superpositsiooni olekus. Kui juhtkubit on |0⟩ ja |1⟩ superpositsioonis, on pärast CNOT-värava rakendamist saadud olek kahe kubiidi põimunud olek.
Kui aga juhtkubit on kindlas olekus (kas |0⟩ või |1⟩), käitub CNOT-värav nagu klassikaline XOR-värav ja see ei seo kubitte sassi. Sel juhul saab väljundolekut väljendada üksikute kubiti olekute tensorkorrutisena, mis näitab, et need ei ole takerdunud.
Selle kontseptsiooni illustreerimiseks vaatleme näidet, kus juhtkubit on olekus |0⟩ ja siht-kubit on olekus |+⟩ (üleminek). CNOT-värava rakendamine selles stsenaariumis tooks kaasa sihtqubit muutumatuks jäämise, mis näitab, et takerdumist ei toimunud.
Kuigi CNOT-värav on võimas tööriist kubittide mässimiseks, sõltub selle võime kubite mässida juhtkubiti olekust. Kui juhtkubit on superpositsiooni olekus, võib värav CNOT kubitid sassi lüüa; vastasel juhul käitub see klassikaliselt ega tekita takerdumist.
Muud hiljutised küsimused ja vastused selle kohta EITC/QI/QIF kvantteabe alused:
- Kuidas kvanteituse värav (kvant EI või Pauli-X värav) töötab?
- Miks on Hadamardi värav isepööratav?
- Kui mõõta Belli oleku 1. kubitit teatud baasis ja seejärel mõõta 2. kubitit teatud nurga teeta võrra pööratud baasis, on tõenäosus, et saate vastava vektori projektsiooni, võrdub teeta siinuse ruuduga?
- Mitu bitti klassikalist teavet oleks vaja suvalise kubiti superpositsiooni oleku kirjeldamiseks?
- Mitme mõõtme ruum on 3 kubitit?
- Kas kubiidi mõõtmine hävitab selle kvantsuperpositsiooni?
- Kas kvantväravatel võib sarnaselt klassikalistel väravatel olla rohkem sisendeid kui väljundeid?
- Kas kvantväravate universaalsesse perekonda kuuluvad CNOT värav ja Hadamardi värav?
- Mis on kahe piluga katse?
- Kas polariseeriva filtri pööramine on samaväärne footonite polarisatsiooni mõõtmise aluse muutmisega?
Vaadake rohkem küsimusi ja vastuseid jaotisest EITC/QI/QIF Quantum Information Fundamentals
Veel küsimusi ja vastuseid:
- Väli: Kvantteave
- programm: EITC/QI/QIF kvantteabe alused (minge sertifitseerimisprogrammi)
- Õppetund: Kvantinformatsiooni töötlemine (minge seotud õppetundi)
- Teema: Ühekvibilised väravad (minge seotud teema juurde)