1.由输入输出构造量子门 假如有一个量子门,但我们并不知道它的具体数学形式,那么这个数学形式应当如何获知呢?一种方法是遍历它的输入与输出,关键在于利用各计算基态间正交的特性。我们如下操作:对于一个n位的量子门,将2^n个计算基态的输入输出遍历一遍: |i\rangle\xrightarrow{计算基态经过量子门后得到}|result_...
量子门是一种用于对量子比特进行操作的基本单元,类似于传统计算机中的逻辑门。量子门可以实现量子比特之间的相互作用和控制,从而实现量子计算中的算法和操作。 量子门可以通过一些量子电路和实验来实现。最常用的实现方式是通过泡利矩阵(Pauli matrices)和Hadamard矩阵(Hadamard matrix)等基本量子门来组合实现复杂的量子算法。
一个最简单的量子门是「泡利-X门」,简称「X门」,可用如下两种符号表示: 左侧输入,右侧输出 将X门施加在一个量子比特上,将会交换该量子比特的两个基状态的概率幅: 根据上文内容可知,输入和输出都是 2×1 的列向量,因此可将该量子门的行为用变换矩阵的形式表示如下:X(αβ)=(βα),其中X=[0110] ,即 X...
量子门（Quantum Gate）是量子计算中的基本操作，类似于经典计算中的逻辑门（如与门、或门、非门等）。它是用来对量子比特（Qubit）执行特定的操作，从而实现量子计算的核心组件。量子门可以改变量子比特的状态，将一个量子比特的信息传递给其他量子比特，或者创建量子纠缠等。以下是一些常见的量子门和它们的作用：#量子...
量子门的作用，就是操控这些量子比特，改变它们的状态。比如，有一种叫做Hadamard门的“量子砖头”，它可以把一个量子比特从确定的状态变成叠加态。想象一下，原本你只能选择“买”或者“不买”一支股票，现在你可以同时考虑“买”和“不买”，而且还能根据不同的概率进行决策。这就厉害了，量子计算机可以同时处理大量...
泡利门是量子计算中常用的一类逻辑门,包括泡利-X门、泡利-Y门和泡利-Z门。这些门分别对一个量子比特进行操作,类似于经典计算机中的逻辑门。泡利-X门将|1〉态转换为|0〉态,反之亦然;泡利-Y门和泡利-Z门则分别对量子态进行相位和振幅的变换。这些泡利门的矩阵表示形式如下: 泡利-X 门: | 0⟩ ↔ | 1...
与经典逻辑门类似,量子门是一个可控制的操作,其输入和输出都是量子态。不同于经典逻辑门,量子门可以处理量子叠加态,并且满足可逆性等特定的法则。 量子门的实现通常基于一个单qubit量子门和一些双qubit CNOT门。单qubit量子门可以对单个qubit进行操作,例如Hadamard门、Pauli X/Y/Z门等。而双qubit CNOT门则可以对...
图1:高保真度量子门使量子计算结果更可靠 目前,大部分基于空间模式高维量子门实现方式需要比较多的分立光学元器件,导致量子门结构复杂,体积庞大;其次,大部分基于空间模式的高维量子门结构固化,不具备可重构和灵活性;再者,此前基于空间模式的高维量子门的保真度还有待提...