量子门解释

量子门是量子计算中的基本操作单元,类似于经典计算中的逻辑门。以下是一些常见的量子门及其作用:

Pauli X 门

  • 功能:对量子比特进行翻转。
  • 符号:( \sigma_x )
  • 示例:将量子比特 ( |0\rangle ) 翻转至 ( |1\rangle ),反之亦然。

Pauli Y 门

  • 功能:对量子比特进行90度旋转。
  • 符号:( \sigma_y )
  • 示例:将量子比特 ( |0\rangle ) 旋转至 ( |i\rangle ),反之亦然。

Pauli Z 门

  • 功能:对量子比特进行翻转。
  • 符号:( \sigma_z )
  • 示例:将量子比特 ( |0\rangle ) 翻转至 ( |1\rangle ),反之亦然。

Hadamard 门

  • 功能:将量子比特处于 ( |0\rangle ) 和 ( |1\rangle ) 的叠加态。
  • 符号:( H )
  • 示例:将 ( |0\rangle ) 变为 ( \frac{1}{\sqrt{2}}(|0\rangle + |1\rangle) )。

CNOT 门

  • 功能:控制非门,根据控制量子比特的状态对目标量子比特进行操作。
  • 符号:( CNOT )
  • 示例:如果控制量子比特为 ( |1\rangle ),则目标量子比特翻转;否则保持不变。

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Pauli_X
Pauli_Y
Pauli_Z
Hadamard
CNOT