量子ゲートは実際にどのように実装されていますか？

量子ゲートはブラックボックスのようです。どのような操作を実行するかはわかっていますが、実際に実装することが実際に可能かどうかはわかりません（または、実際に実行できますか？）。従来のコンピュータでは、AND、NOT、OR、XOR、NAND、NORなどを使用します。これらは、ほとんどがダイオードやトランジスタなどの半導体デバイスを使用して実装されます。量子ゲートの同様の実験的実装はありますか？量子コンピューティングに「ユニバーサルゲート」はありますか（NANDゲートは古典的なコンピューティングではユニバーサルです）？

任意の量子ゲートを複製するか、少なくとも十分な数のCNOT、H、X、Z、を使用して任意に接近させることができます。$\pi/8$$U$$\epsilon>0$$U_{\epsilon}$$\epsilon$$U$UC BerkelyがEdXで提供しているQuantum MechanicsおよびQuantum Computation MOOC）。量子ゲートのこの不完全さは、誤り訂正コードが必要な主な理由の1つです。

これらの基本的なゲートを実装する試みがありました。これらの試みに関連する最近の研究成果をいくつか追加します。

• $\text{CNOT}^{\text{N}}$

• アダマール（H）：光学的実装により量子アダマールゲートを実現するアプローチ

• 位相反転（Z）：マルチキュービット制御位相反転ゲートのワンステップ実装＆シリコン低速光フォトニック結晶導波路の量子ドットを介した量子制御位相反転ゲートの実現

• ビットフリップ（X）：IBM Quantum Experienceに実装されたキラルスピンフリッピングゲート

• $\pi/8$

ウィキペディアが言及しているように、ユニバーサル量子ゲートの別のセットは、イジングゲートと位相シフトゲートで構成されています。これらは、一部のトラップイオン量子コンピューターでネイティブに使用可能なゲートのセットです（原子キュービットを備えた小さなプログラム可能な量子コンピューターのデモンストレーション）。