量子コンピュータのハードウェア
1量子ビットの X ゲートの働きとして正しいものはどれか。
- A|0⟩を|1⟩に、|1⟩を|0⟩に入れ替える(古典の論理回路の NOT に当たる)
- B|0⟩を、|0⟩と|1⟩の振幅の大きさが等しい重ね合わせに変える
- C|1⟩の振幅の符号だけを反転し、測定の確率は変えない
答えと解説を見る
正解：A. |0⟩を|1⟩に、|1⟩を|0⟩に入れ替える(古典の論理回路の NOT に当たる)
X ゲートは|0⟩を|1⟩に、|1⟩を|0⟩に変えるゲートで、古典の論理回路の NOT に当たります。重ね合わせ α|0⟩ + β|1⟩ に作用させると、振幅が入れ替わって β|0⟩ + α|1⟩ になります。ブロッホ球では x 軸のまわりの180°の回転で、超伝導量子ビットなどでは、量子ビットの共振周波数に合わせたマイクロ波のパルス(π パルス)で実現します。|0⟩を等しい重ね合わせにするのはアダマール(H)ゲート、|1⟩の符号を反転するのは Z ゲートです。
- A. 正しい。ブロッホ球の x 軸のまわりの180°の回転です。
- B. アダマール(H)ゲートの働きです。
- C. Z ゲートの働きです。