Liste der Quantengatter
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Dies ist eine Auflistung verschiedener Quantengatter und deren Funktion.
Quantengatter mit einem Eingang
Symbol und Funktion1 | Bezeichnung | Funktion | Beschreibung |
---|---|---|---|
Datei:Quantengatter I.png | Identität | Identität des hyperkomplexen Eingangs und daher keine Veränderung am Quantenzustand | |
Datei:Quantengatter X.png | Pauli-X-Gatter Nicht-Gatter |
Spiegelung des hyperkomplexen Eingangs an der X-Achse | |
Datei:Quantengatter Y.png | Pauli-Y-Gatter | Spiegelung des hyperkomplexen Eingangs an der Y-Achse | |
Datei:Quantengatter Z.png | Pauli-Z-Gatter | Spiegelung des hyperkomplexen Eingangs an der Z-Achse | |
Datei:Quantengatter H.png | Hadamard-Gatter | ||
Datei:Quantengatter RX.png | X-Rotationsgatter | Dreht den komplexen Eingang 90° (π/2) um die X-Achse | |
Datei:Quantengatter RY.png | Y-Rotationsgatter | Dreht den hyperkomplexen Eingang 90° (π/2) um die Y-Achse | |
Datei:Quantengatter -RX.png | (-X)-Rotationsgatter | Dreht den komplexen Eingang -90° (-π/2) um die X-Achse | |
Datei:Quantengatter -RY.png | (-Y)-Rotationsgatter | Dreht den hyperkomplexen Eingang -90° (-π/2) um die Y-Achse | |
Datei:Quantengatter T.png | T-Gatter4 Phasen(schieber)gatter |
Dreht die Phase 90° (π/2) um die Z-Achse | |
Datei:Quantengatter 1.png | Allgemeines Phasen(schieber)gatter2,3 | k wird willkürlich festgelegt Dreht die Phase bei k=0 oder k=1 180° (π) um die Z-Achse. Bei k=2 sind es 90° (π/4). | |
Datei:Quantengatter S.png | S-Gatter4 | Dreht die Phase 90° (π/2) um die Z-Achse | |
Datei:Quantengatter U.png | Willkürliches unitäres Gatter3 | mit |
Alle Eigenschaften werden willkürlich festgelegt |
1Am Beispiel drei verschiedener Eingangssignale mit verschiedenen Spins und deren Lage nach dem Durchqueren des Gatters. Die Z-Achse (am Eingang Blau) gibt den reellen Wert, die X- (am Eingang Rot) und Y-Achse (am Eingang Grün) die Phasenlage wieder. Der Eingang ist mit A, der Ausgang mit A' gekennzeichnet. 2Ausgang dargestellt für die Werte k=0, k=1 und k=2 |
Quantengatter mit zwei Eingängen
Symbol | Bezeichnung | Funktion | Beschreibung |
---|---|---|---|
Kontrolliertes-Nicht-Gatter (CNOT, XOR-Verknüpfung) |
|
Der reelle Wert des zweiten Qubits (B) wird in Abhängigkeit vom reellen Wert des ersten Qubits (A) entweder beibehalten (A=0) oder negiert (A=1).
Der Wert des ersten Qubits wird beibehalten. | |
Austauschknoten ("Swap") |
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Die beiden Eingangs-Qubits werden vertauscht | |
Datei:Quantengatter Controlled-Phase.png | Kontrollierte Phase (C-Phase) | ||
Kontrolliertes |
Das zweite Qubit wird gemäß der unitären Abbildung | ||
Datei:Quantengatter Transformation.png | Beliebige unitäre Transformation | Die unabhängigen Variablen der komplexen unitären 4x4-Matrix (16 reelle Parameter) können beliebig gewählt werden. Auf diese Weise kann man alle Wechselwirkungen zwischen den beiden Qubits beschreiben. |
Quantengatter mit drei Eingängen
Symbol | Bezeichnung | Funktion | Beschreibung |
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Toffoli-Gatter |
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Die ersten beiden Qubits (A und B) bleiben unverändert.
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Fredkin-Gatter | … |
Das Fredkin-Gatter vertauscht das zweite und dritte Qubit, wenn der reelle Wert des ersten Qubits negativ (d.h. logisch 0) ist. | |
Datei:Quantengatter Deutsch-Gate.png | Deutsch-Gatter | Das Deutsch-Gatter ist ein universelles Drei-Qubit-Gatter, mit dem beliebige Wechselwirkungen der ersten beiden Qubits auf das dritte Qubit erfolgen können. Die ersten beiden Qubits werden nicht verändert.1 |
Siehe auch
- Quantengatter
- Quaternion
- Qubit