Questions tagged «quantum-gate»

有关与量子门相关的用途,性能,实现,应用或理论的问题。


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使用三个量子位在IBM Q上实现Grover算法的预言
我正在尝试通过实现三个量子位的Grover算法来适应IBM Q,但是难以实现Oracle。 您能否展示如何做到这一点或建议一些好的资源来习惯IBM Q电路编程? 我想要做的是通过翻转一个符号来标记一个任意状态,就像预言中那样。 例如,我有 1 / 8–√(| 000 ⟩ + | 001 ⟩ + | 010 ⟩ + | 011 ⟩ + | 100 ⟩ + | 101 ⟩ + | 110 ⟩ + | 111 ⟩ )1个/8(|000⟩+|001⟩+|010⟩+|011⟩+|100⟩+|101⟩+|110⟩+|111⟩)1/\sqrt8(|000\rangle+|001\rangle+|010\rangle+|011\rangle+|100\rangle+|101\rangle+|110\rangle+|111\rangle)。 我想标记通过翻转其标志。我以某种方式理解CCZ闸门可以解决问题,但是IBM Q中没有CCZ闸门。某些闸门的组合将起到与CCZ相同的作用,但是我不确定如何做到这一点。我还为其他情况而苦苦挣扎,不仅是。- | 111 ⟩ | 111 ⟩| 111⟩|111⟩|111\rangle- | …

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如果两个单独纠缠的量子比特通过C-NOT门,会发生什么?
假设我将状态转换如下: 我从状态。| 0 ⟩ ⊗ | 0 ⟩ ⊗ | 0 ⟩ ⊗ | 0 ⟩|0⟩⊗|0⟩⊗|0⟩⊗|0⟩\lvert 0\rangle \otimes \lvert0\rangle \otimes \lvert0\rangle \otimes \lvert 0 \rangle 我纠缠了第一和第二个量子位(带有H门和C-NOT)。 然后,我以相同的方式纠缠第三和第四量子位。 如果我尝试将H gate和C-NOT应用于第二个和第三个qubit后缀,整个系统是否会纠缠在一起?在这种情况下,第一个和第四个量子位会发生什么? (从Physics.SE交叉发布)

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傅里叶采样实际上如何工作(并解决奇偶校验问题)?
我写的是Umesh Vazirani教授的傅立叶采样视频讲座的第一部分和第二部分。 我从一部分开始: 在Hadamard变换中: |0...0⟩→∑{0,1}n12n/2|x⟩|0...0⟩→∑{0,1}n12n/2|x⟩|0...0\rangle \to \sum_{\{0,1\}^n}\frac{1}{2^{n/2}}|x\rangle |u⟩=|u1...un⟩→∑{0,1}n(−1)u.x2n/2|x⟩(where u.x=u1x1+u2x2+...+unxn)|u⟩=|u1...un⟩→∑{0,1}n(−1)u.x2n/2|x⟩(where u.x=u1x1+u2x2+...+unxn)|u\rangle =|u_1...u_n\rangle \to \sum_{\{0,1\}^n}\frac{(-1)^{u.x}}{2^{n/2}}|x\rangle \quad \text{(where $u.x=u_1x_1+u_2x_2+...+u_nx_n$)} 在傅立叶采样中: |ψ⟩=∑{0,1}nαx|x⟩→∑xαx^|x⟩=|ψ^⟩|ψ⟩=∑{0,1}nαx|x⟩→∑xαx^|x⟩=|ψ^⟩|\psi\rangle=\sum_{\{0,1\}}^{n}\alpha_x|x\rangle \to \sum_{x}\hat{\alpha_x}|x\rangle=|\hat{\psi}\rangle |ψ^⟩|ψ^⟩|\hat{\psi}\ranglexxx|αx^|2|αx^|2|\hat{\alpha_x}|^2 第二部分: 奇偶问题: f:{0,1}n→{0,1}f:{0,1}n→{0,1}f:\{0,1\}^n\to\{0,1\}f(x)=u.xf(x)=u.xf(x)=u.xu1x1+u2x2+...+unxn(mod 2)u1x1+u2x2+...+unxn(mod 2)u_1x_1+u_2x_2+...+u_nx_n (\text{mod 2})u∈{0,1}nu∈{0,1}nu\in\{0,1\}^{n}uuufff uuu 12n/2∑x(−1)f(x)|x⟩12n/2∑x(−1)f(x)|x⟩\frac{1}{2^{n/2}}\sum_{x}(-1)^{f(x)}|x\rangle uuu uuu 他们进一步建立了这样的量子门: |0⟩|0⟩|0\rangle|−⟩|−⟩|-\rangle−⊕f(0...0)−⊕f(0...0)- \oplus f(0...0)⊕⊕\oplus

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如何考虑Bloch球面中的Z门?
我对如何理解Bloch球面中的门感到困惑。žžZ 考虑矩阵,可以理解的是和。ž= (1个00− 1)ž=(1个00-1个)Z = \begin{pmatrix} 1 & 0 \\ 0 & -1 \end{pmatrix}ž| 0⟩= | 0⟩ž|0⟩=|0⟩Z|0\rangle = |0\ranglež| 1⟩=- | 1⟩ž|1个⟩=-|1个⟩Z|1\rangle = -|1\rangle 在此说明, gate是绕轴旋转的旋转。然后,我应该如何理解?由于是南极,所以我自然而然地认为绕轴旋转并没有任何作用。žžZππ\pižžZž|1 ⟩ = - | 1 ⟩ž|1个⟩=-|1个⟩Z|1\rangle = -|1\rangle|1 ⟩|1个⟩|1\rangleππ\pižžZ

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如何从头开始创建量子电路
目前,我主要使用Eleanor Rieffel和Wolfgang Polak撰写的《量子计算的温和介绍》一书进行自学。 通过前面的章节和练习进行得相当顺利(幸运的是,前面的章节有很多示例),但是我在有关量子电路的第5章上陷入了困境。尽管我了解作者提出的概念,但也许由于缺乏示例,但我很难将这些概念应用于练习。 我遇到的问题(以及无法找到解决方案或详尽/介绍性的解释)的练习如下: \\ 问题: 设计一个电路来创建: |Wn⟩=1n√(|0…001⟩+|0…010⟩+|0…100⟩)+⋯+|1…000⟩)|Wn⟩=1n(|0…001⟩+|0…010⟩+|0…100⟩)+⋯+|1…000⟩)\left| W_n \right> = \frac{1}{\sqrt{n}}(\left| 0 \dots 001 \right> + \left| 0 \dots 010 \right> + \left| 0\dots 100 \right>) + \cdots + \left| 1\dots 000 \right>) 从 |0…000⟩|0…000⟩\left| 0 \dots 000 \right> 并设计一个用于创建“哈代状态”的电路: 112√(3|00⟩+|01⟩+|10⟩+|11⟩)112(3|00⟩+|01⟩+|10⟩+|11⟩)\frac{1}{\sqrt{12}}(3\left| 00 \right> + \left| 01 \right> + …

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如何从基本门构造一个多量子位受控Z?
为了实现某种量子算法,我需要从一组基本门中构造一个多量子位(在本例中为三量子位)受控Z门,如下图所示。 。 我可以使用的门是 保利城门 X ,Y ,ZX,Y,Z\rm X, Y, Z 以及它们的所有力量(即所有Pauli旋转直至相位系数), È X p(我θ | 11⟩⟨11 |)exp(iθ|11⟩⟨11|){\rm exp}(i\theta|11\rangle\langle11|) (关于 | 11⟩⟨11 ||11⟩⟨11||11\rangle\langle11| 投影仪), HH\rm H (哈达玛), CXCX\rm C_X (单量子位受控X或CNOT), CžCZ\rm C_Z (单量子位受控Z),以及 小号S\rm S (交换)。 我该如何从这些门构建这个三比特控制的Z?我已经阅读了几篇有关电路分解的论文,但没有一篇能给我一个清晰简洁的答案。

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纠缠比特上的CNOT门
我试图使用量子计算为个状态生成Greenberger-Horne-Zeilinger(GHZ)状态,从(N次)ñNN| 000 ...000⟩|000...000⟩|000...000\rangle 提出的解决方案是首先在第一个量子位上应用Hadamard变换,然后从所有其他第一个量子位开始CNOT门的循环。 如果是纠缠对的一部分,我无法理解如何执行CNOT(),就像在Hadamard变换之后在此处形成的Bell状态一样。q1个,q2q1,q2q_1,q_2q1个q1q_1乙0B0B_0 我知道如何为此编写代码,但是从代数角度讲,为什么该方法正确以及如何完成?谢谢。

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条件门会崩溃控制器的叠加吗?
我在Q-Kit中创建了一个简单的电路,以了解每个步骤的条件门和输出状态: 一开始有明确的00状态,这是输入 第一个量子位通过Hadamard门,进入叠加状态,00和10相等 第一个量子位CNOT,第二个量子位,概率00不变,但是交换了10和11 第一个量子位再次通过Hadamard,概率00在00和10之间分配,概率11在01和11之间分配,就好像第一个量子位从固定状态步进为叠加一样 结果不应该平均分配00和01吗?第一个量子位经过Hadamard两次,应将其叠加并返回到初始0。CNOT门不影响控制器量子位,因此它的存在根本不影响第一个量子位,但实际上,它使它像以前那样工作。不再重叠。将qubit用作控制器是否会使其叠加崩溃?

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如何在量子电路中实现矩阵指数?
也许这是一个幼稚的问题,但我无法弄清楚如何对量子电路中的矩阵求幂。假设有一个通用的方阵A,如果我想获得它的指数,Ë一个eAe^{A},我可以使用该系列 Ë一个≃ 我+ A +一个22 !+一个33 !+ 。。。eA≃I+A+A22!+A33!+...e^{A} \simeq I+ A+\frac{A^2}{2!}+\frac{A^3}{3!}+... 使其近似。我不知道如何使用量子门来做同样的事情,然后将其应用于例如汉密尔顿模拟。一些帮助?

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