CNOT

Řízená negace ( C-NOT' , CNOT , kontrolovaná NOT ) je reverzibilní logické hradlo , které implementuje operaci podobnou klasickému XOR , speciální případ hradlové třídy CU (řízené operace U). Má 2 vstupy a 2 výstupy. První vstup je řídicí signál, druhý vstup je bit, který bude invertován, pokud je na řídicí vstup přivedena jednotka. Klasické logické hradlo NOT má 1 výstup, ale hradlo C-NOT vyžaduje 2 výstupy pro zachování reverzibility a na přídavný výstup je přiveden neupravený řídicí signál.

Je široce používán jako kvantová brána , kdy invertuje druhý qubit pouze pro ty vstupní kvantové stavy, ve kterých je první (řídící) qubit roven jedné. Libovolnou kvantovou operaci lze realizovat pomocí logického hradla řízené negace (CNOT) a překlápění stavu jednoho qubitu [1] [2] .

Transformační matice této brány má tvar:

CNOT může být také reprezentován jako pravdivostní tabulka:

Vchod Výstup
 0  0  0  0 
0 jeden 0 jeden
jeden 0 jeden jeden
jeden jeden jeden 0

První fyzická implementace kvantové brány CNOT byla získána v roce 1995. [3] V této implementaci byl použit jeden 9 Be + iont a dva qubity byly implementovány podle schématu navrženého Ciracem a Zollerem na jeho různých stavech (hyperjemné dělení ²S 1/2 pro cílový qubit a 2 stavy harmonické oscilátor pro řídicí qubit). Spolehlivost prvku byla asi 90 %. [čtyři]

Viz také

Poznámky

  1. ↑ Tycho Sleater, Harald Weinfurter. Realizovatelné univerzální kvantové logické brány  // Dopisy fyzického přehledu. - 15.05.1995. - T. 74 , č.p. 20 . — S. 4087–4090 . - doi : 10.1103/PhysRevLett.74.4087 .
  2. ↑ JI Cirac, P. Zoller. Kvantové výpočty s ionty zachycenými za studena  // Physical Review Letters. - 15.05.1995. - T. 74 , č.p. 20 . — S. 4091–4094 . - doi : 10.1103/PhysRevLett.74.4091 . Archivováno z originálu 26. ledna 2021.
  3. ↑ Kvantové bity a kvantová tajemství, strana 124 „V roce 1995 bylo v laboratoři Davea Winelanda v Národním institutu pro standardy a technologie (NIST) v Boulderu v Coloradu demonstrováno první funkční kvantové logické hradlo. Ve svém experimentu realizovali bránu CNOT pomocí jediného zachyceného iontu."
  4. ↑ „Demonstration of a Fundamental Quantum Logic Gate“ Archivováno 15. října 2019 na Wayback Machine C. Monroe, DM Meekhof , BE King, WM Itano, DJ Wineland; Národní institut pro standardy a technologie, Boulder, Colorado. 14. července 1995. Physical Review Letters Volume 75 Číslo 25 z prosince 1995. Strana 4714 doi:10.1103/PhysRevLett.75.4714

Literatura