CNOT
Контрольоване заперечення (C-NOT, CNOT від англ. Controlled NOT gate) — один із найважливіших квантових вентилів, що реалізує операцію схожу з класичним XOR, окремий випадок класу вентилів CU (контрольовані операції U). На відміну від класичного логічного вентиля, що має 1 вихід, CNOT має 2 виходи, завдяки чому зберігається оборотність обчислень. Може бути використаний для розплутування ЕПР-станів. Взагалі, будь-яку квантову схему можна змоделювати, використовуючи комбінацію лише елементів CNOT і поворотів окремих кубітів.
Дія
Вентиль CNOT інвертує другий (керований) кубіт тільки, якщо на перший (керуючий) кубіт подано 1:
| До | Після | ||
|---|---|---|---|
| Керуючий кубіт | Керований кубіт | Керуючий кубіт | Керований кубіт |
| 0 | 0 | 0 | 0 |
| 0 | 1 | 0 | 1 |
| 1 | 0 | 1 | 1 |
| 1 | 1 | 1 | 0 |
Значення другого (керованого) кубіту після дії CNOT збігається з результатом дії класичного логічного елемента XOR.
Матриця перетворення даного вентиля має вигляд:
Реалізації
В 1995 році Кристофер Монро й Девід Вайнленд вперше отримали експериментальну реалізацію CNOT[1], де використовувався один іон 9Be+; два кубіти були реалізовані згідно зі схемою, запропонованою Сіраком і Цоллером[2], на різних його станах (надтонке розщеплення ²S1/2 для керованого кубіта і 2 стани гармонічного осцилятора для керуючого кубіта). Надійність роботи елемента склала близько 90%.
Примітки
- Monroe C., Meekhof D. M., King B. E., Itano W. M., Wineland D. J. Demonstration of a Fundamental Quantum Logic Gate // Phys. Rev. Lett. — 1995. — Т. 75, вип. 25. — С. 4714-4717.
- Cirac J. I., Zoller P. Quantum Computations with Cold Trapped Ions // Phys. Rev. Lett. — 1995. — Т. 74, вип. 20. — С. 4091-4094.
Література
- Нильсен М., Чанг И. Квантовые вычисления и квантовая информация. — М. : Мир, 2006. — 824 с.
- Morsch O. Quantum Bits and Quantum Secrets: How Quantum Physics is Revolutionizing Codes and Computers. — Wiley-VCH, 2008.