Die Beheerde-NIE (CNOT)-hek is 'n fundamentele twee-kwbit-kwantumhek wat 'n deurslaggewende rol speel in die verwerking van kwantuminligting. Dit is noodsaaklik vir die verstrengeling van qubits, maar dit lei nie altyd tot qubit-verstrengeling nie. Om dit te verstaan, moet ons in die beginsels van kwantumberekening en die gedrag van kwantumbits onder verskillende bewerkings delf.
In kwantumberekening kan kwantumbits in superposisietoestande bestaan, wat beide 0 en 1 gelyktydig verteenwoordig. Wanneer enkel-kwbit-hekke, soos Pauli-X-hek of Hadamard-hek, op 'n kwbit in 'n superposisietoestand toegepas word, kan dit die waarskynlikheidsamplitudes van die toestande verander sonder om die kwbit met 'n ander te verstrengel. Dit beteken dat enkel-kwbit-hekke die toestand van 'n kwbit kan manipuleer sonder om verstrengeling met ander kwbits te skep.
Aan die ander kant werk die CNOT-hek op twee kwbits, wat tipies na verwys word as die beheerkwbit en die teikenkwbit. Die CNOT-hek draai die toestand van die teikenkwantit om as en slegs as die beheerkwbit in die toestand |1⟩ is. Hierdie bewerking lei tot verstrengeling tussen die twee kwbits as die kontrole kwbit in 'n superposisietoestand is. Wanneer die kontrole-kwbit in 'n superposisie van |0⟩ en |1⟩ is, is die resulterende toestand na toepassing van die CNOT-hek 'n verstrengelde toestand van die twee kwbits.
As die kontrole-kwbit egter in 'n bepaalde toestand is (óf |0⟩ of |1⟩), tree die CNOT-hek op soos 'n klassieke XOR-hek, en dit verstrengel nie die qubits nie. In hierdie geval kan die uitsettoestand uitgedruk word as 'n tensorproduk van die individuele kwbit-toestande, wat aandui dat hulle nie verstrengel is nie.
Om hierdie konsep te illustreer, kom ons kyk na 'n voorbeeld waar die kontrole-kwbit in die toestand |0⟩ is en die teikenkwbit in die toestand |+⟩ (superposisie-toestand). Die toepassing van 'n CNOT-hek in hierdie scenario sal daartoe lei dat die teiken-kwbit onveranderd bly, wat wys dat verstrengeling nie plaasgevind het nie.
Terwyl die CNOT-hek 'n kragtige instrument is om qubits te verstrengel, hang sy vermoë om qubits te verstrengel af van die toestand van die beheer-qubit. Wanneer die kontrole-kwbit in 'n superposisie-toestand is, kan die CNOT-hek qubits verstrengel; andersins tree dit klassiek op en skep dit nie verstrengeling nie.
Ander onlangse vrae en antwoorde t.o.v EITC/QI/QIF Quantum Information Fundamentals:
- Hoe werk die kwantum-ontkenningshek (quantum NOT of Pauli-X-hek)?
- Hoekom is die Hadamard-hek self-omkeerbaar?
- As die 1ste kwbit van die Bell-toestand op 'n sekere basis meet en dan die 2de kwbit meet in 'n basis wat deur 'n sekere hoek theta geroteer word, is die waarskynlikheid dat jy projeksie na die ooreenstemmende vektor sal verkry gelyk aan die sinuskwadraat van theta?
- Hoeveel stukkies klassieke inligting sal nodig wees om die toestand van 'n arbitrêre kwbit-superposisie te beskryf?
- Hoeveel afmetings het 'n spasie van 3 qubits?
- Sal die meting van 'n qubit sy kwantum superposisie vernietig?
- Kan kwantumhekke meer insette as uitsette hê op soortgelyke wyse as klassieke hekke?
- Sluit die universele familie van kwantumhekke die CNOT-hek en die Hadamard-hek in?
- Wat is 'n dubbelspleet eksperiment?
- Is die rotasie van 'n polariserende filter gelykstaande aan die verandering van die fotonpolarisasiemetingsbasis?
Sien meer vrae en antwoorde in EITC/QI/QIF Quantum Information Fundamentals