アダマール門の後ろの直感


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私は量子コンピューティングについて学ぼうとしていますが、線形代数についてはまともな理解があります。

NOTゲートを通過しましたが、それほど悪くはありませんでしたが、アダマールゲートに到着しました。そして、行き詰まった。主に操作を「理解」しているのに、それが理にかなっている場合、操作が実際に何をするのか、なぜ操作したいのか理解できません。

たとえば、アダマールゲートが取り込むときことができます| 0 ⟩ + | 1 ⟩|0⟩。これは何を意味するのでしょうか?NOTゲートの場合、それを取り込みます| 0⟩となります| 1⟩。それについて不明確なことはありません。(重ね合わせのために、それはに取るそれは少しの「反対」を与えるα|0⟩+βを|1⟩と与えβを|0⟩+α|1⟩)、それは便利である理由私は理解します。同じ理由で(基本的に)古典的なコンピュータで有用です。しかし、どのような(例えば)アダマールゲートはベクトルに幾何学的にやっています[αβ]|0⟩+|1⟩2|0⟩|1⟩α|0⟩+β|1⟩β|0⟩+α|1⟩[αβ]?そして、なぜこれは便利なのでしょうか?

回答:


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XNOTANDNOTNOR

Hn|0⟩H

(|0⟩+|1⟩)⊗(|0⟩+|1⟩)⊗…⊗(|0⟩+|1⟩)/2n/2
1/2n/2⋅(|00…00⟩+|00…01⟩+|00…11⟩+…+|11…11⟩)
2n

CNOT

CNOT(2−1/2(|0⟩+|1⟩)⊗|0⟩)=2−1/2CNOT(|00⟩+|10⟩)=2−1/2(|00⟩+|11⟩)
CNOT
2−1/2(|00…00⟩+|11…11⟩)
、また非常に便利です。

H2=ICNOT


NOTxyzCNOT量子コンピューターでは、非常に高価で効果のない古典的なデバイスを構築するだけです。傾いたものを中心に回転することが重要であり、通常必要なもう1つの成分は、45度のように、角度のごく一部だけ回転することです(フェーズのように)。シフトゲート)。


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α|0⟩+β|1⟩|α|2+|β|2=10|α|21|β|2|0⟩,|1⟩

|0⟩|0⟩+|1⟩2

|0⟩|1⟩

引き続き量子計算について読んでください。(GroverやShorのような)量子アルゴリズムに到達すると、これらすべての量子ゲートが何に役立つのかを理解できます。


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「長さ2の単位ノルムベクトル」は、ノルムと長さを互換的に使用することに慣れているので、混乱を招きました。
— adrianN 2016
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