Kaip veikia kvantinio neigimo vartai (quantum NOT arba Pauli-X vartai)?
Kvantinio neigimo (quantum NOT) vartai, kvantiniame skaičiavime taip pat žinomi kaip Pauli-X vartai, yra pagrindiniai vieno kubito vartai, kurie atlieka svarbų vaidmenį apdorojant kvantinę informaciją.
Kvantinis NOT vartai veikia apverčiant kubito būseną, iš esmės pakeičiant |0⟩ būsenos kubitą į |1⟩ būseną ir atvirkščiai.
Vadinasi, superpozicijos kontekste kvantiniai NOT vartai neturi galimybės pakeisti kubito superpozicijos ženklo.
Kvantiniame skaičiavime kubitai gali egzistuoti būsenų superpozicijoje, tai reiškia, kad jie vienu metu gali reikšti ir 0, ir 1. Ši superpozicijos savybė leidžia kvantiniams kompiuteriams efektyviai atlikti sudėtingus skaičiavimus. Kai kubitas yra superpozicijos būsenoje, jis vaizduojamas kaip α|0⟩ + β|1⟩, kur α ir β yra tikimybių amplitudės, kurios nustato tikimybę, kad kubitas bus išmatuotas |0⟩ arba |1⟩ būsenoje.
Pritaikius kvantinius NOT vartus superpozicijoje esančiam kubitui, pasikeičia superpozicijoje esančių būsenų amplitudės. Matematiškai, jei pritaikome NOT vartus kubitui superpozicijoje, gauta būsena tampa α|1⟩ + β|0⟩. Ši operacija pakeičia būsenų |0⟩ ir |1⟩ superpozicijos koeficientus. Todėl kvantiniai NOT vartai pakeičia kubito superpozicijos ženklą.
Norėdami toliau iliustruoti šią sąvoką, apsvarstykite kubitą būsenoje (1/√2)|0⟩ + (1/√2)|1⟩, kuri reiškia vienodą |0⟩ ir |1⟩ superpoziciją. Pritaikius NOT vartus šiam kubitui, gaunama būsena (1/√2)|1⟩ + (1/√2)|0⟩, kur koeficientų ženklai išliko tokie patys.
Kvantinio neigimo vartai yra pagrindinis kvantinių operacijų aspektas ir būtini kvantiniams algoritmams ir skaičiavimams.
Kiti naujausi klausimai ir atsakymai apie EITC/QI/QIF kvantinės informacijos pagrindai:
- Ar kvantinių būsenų amplitudės visada yra tikrieji skaičiai?
- Kodėl Hadamardo vartai yra savaime grįžtami?
- Jei išmatuosite 1-ąjį varpo būsenos kubitą tam tikru pagrindu, o paskui išmatuosite 2-ąjį kubitą bazėje, pasuktoje tam tikru kampu teta, tikimybė, kad gausite projekciją į atitinkamą vektorių, yra lygi teta sinuso kvadratui?
- Kiek klasikinės informacijos bitų reikėtų norint aprašyti savavališkos kubito superpozicijos būseną?
- Kiek matmenų turi 3 kubitų erdvę?
- Ar kubito matavimas sunaikins jo kvantinę superpoziciją?
- Ar kvantiniai vartai gali turėti daugiau įėjimų nei išėjimų, kaip ir klasikiniai vartai?
- Ar universalioje kvantinių vartų šeimoje yra CNOT vartai ir Hadamardo vartai?
- Kas yra dvigubo plyšio eksperimentas?
- Ar poliarizuojančio filtro sukimas prilygsta fotonų poliarizacijos matavimo pagrindo keitimui?
Peržiūrėkite daugiau klausimų ir atsakymų EITC/QI/QIF Quantum Information Fundamentals