Квантын хаалганы бүх нийтийн гэр бүлд CNOT хаалга, Хадамард хаалга багтдаг уу?
Квантын тооцооллын салбарт квант хаалганы бүх нийтийн гэр бүлийн тухай ойлголт чухал ач холбогдолтой юм. Бүх нийтийн хаалганы гэр бүл гэдэг нь аливаа нэгдмэл өөрчлөлтийг хүссэн нарийвчлалын түвшинд ойртуулахад ашиглаж болох квант хаалганы багцыг хэлнэ.
CNOT хаалга ба Хадамард хаалга нь өвөрмөц шинж чанар, чадавхийн улмаас ийм бүх нийтийн гэр бүлд ихэвчлэн багтдаг үндсэн хоёр хаалга юм.
Controlled-NOT gate гэсэн үгийн товчлол CNOT gate нь зөвхөн хяналтын кубит |1⟩ төлөвт байгаа тохиолдолд зорилтот кубит дээр NOT үйлдэл (бит-флип) гүйцэтгэдэг хоёр кубит хаалга юм. Матриц хэлбэрээр CNOT хаалгыг дараах байдлаар илэрхийлж болно.
[текст{CNOT} = эхлэл{bmatrix}
1 & 0 & 0 & 0 \
0 & 1 & 0 & 0 \
0 & 0 & 0 & 1 \
0 & 0 & 1 & 0
төгсгөл{bmatrix}
]
Хадамард хаалга нь суперпозици үүсгэж, суурь өөрчлөлтийг гүйцэтгэдэг нэг кубит хаалга юм. Энэ нь |0⟩ төлөвийг (|0⟩ + |1⟩)/√2, |1⟩ төлөвийг (|0⟩ – |1⟩)/√2 болгон хувиргадаг. Хадамард хаалганы матриц дүрслэл нь:
[H = frac{1}{sqrt{2}} эхлэл{bmatrix}
1 ба 1 \
1 & -1
төгсгөл{bmatrix}
]
Бүх нийтийн хаалганы гэр бүлийг бий болгохын тулд квант систем дээр аливаа нэгдмэл өөрчлөлтийг бий болгож чадах олон тооны хаалгатай байх нь чухал юм. CNOT хаалга нь квант тооцоололд тавигдах гол шаардлага болох кубитуудыг орооход зайлшгүй шаардлагатай. Нөгөө талаар Хадамард хаалга нь суперпозиция үүсгэх, суурь өөрчлөлтийг хийхэд чухал ач холбогдолтой бөгөөд өргөн хүрээний квант үйлдлүүдийг хийх боломжийг олгодог.
CNOT gate болон Hadamard gate нь нэг кубит фазын хаалга гэх мэт бусад хаалгатай хосолсон тохиолдолд аливаа нэгдмэл хувиргалт (эсвэл бусад квант хаалга эсвэл ийм хаалганы багц) дөхөж болох 3 үйлдлийн хүчирхэг багцыг бүрдүүлдэг. Аливаа нэгдмэл өөрчлөлтийг ойролцоогоор хийх энэхүү чадвар нь тэднийг бүх нийтийн хаалганы гэр бүлийн нэг хэсэг болгодог.
CNOT gate болон Hadamard gate нь кубитуудыг ороох, суперпозиция үүсгэх, өргөн хүрээний квант үйлдлүүдийг хийх чадвартай учраас квант хаалганы бүх нийтийн гэр бүлийн салшгүй бүрэлдэхүүн хэсэг юм. Эдгээр хаалгыг бусад квант хаалгатай (нэг кубит фазын хаалгатай хангалттай) нэгтгэснээр аливаа нэгдмэл өөрчлөлтийг ойролцоогоор хийх боломжтой бөгөөд ингэснээр квант тооцоололд чухал барилгын блок болно.
Сүүлийн үеийн бусад асуулт, хариулт Хаалганы бүх нийтийн гэр бүл:
- Квантын хаалга нь сонгодог хаалгатай адил гаралтаас илүү их оролттой байж чадах уу?
- Тооцоолоход шаардлагатай хаалганы тоо нь системийн хэмжээ болон хүссэн нарийвчлалаас хэрхэн хамаардаг вэ?
- Квантын тооцоололд зарим хаалганы түгээмэл байдал яагаад чухал вэ?
- Квантын тооцоололд бүх нийтийн хаалганы гэр бүл гэж юу вэ?
- Квантын хэлхээнээс сонгодог мэдээллийг хэрхэн олж авах вэ?
- Квантын хэлхээ гэж юу вэ, түүнийг хэрхэн бүрдүүлдэг вэ?