量子计算
单量子比特门
经典计算机中存在非门,类似的可定义量子非门。例如X门:
$$
X = \begin{pmatrix}
0 & 1 \\
1 & 0\end{pmatrix}
$$
单量子比特的量子门可由2*2的矩阵给出。实际上,表示单量子比特门的相应矩阵U要满足的条件是酉性(unitary)。
$$
H = \frac{1}{\sqrt{2}}\pmatrix{
1 & 1 \\
1 & -1
}
$$
Hardamard 操作在 Bloch 球面上可表示为先绕 y 轴旋转90°,再绕 x 轴旋转180°。由于满足酉性,将单量子比特门作用到同一量子上两次将还原该量子的初始状态。这恰与经典非门的作用相似。