Quantengatter sind das quantencomputertechnische Analogon zu klassischen Logikgattern. Es handelt sich um unitäre lineare Transformationen, die auf Qubit-Zustände angewendet werden. Anders als klassische Gatter (die irreversibel sein können) sind alle Quantengatter reversibel, da unitäre Matrizen Inverse besitzen. Zu den Ein-Qubit-Gattern zählen die Pauli-Gatter (X, Y, Z), das Hadamard-Gatter (H) und die Rotationsgatter (RX, RY, RZ). Zu den Zwei-Qubit-Gattern zählen CNOT, CZ, SWAP und iSWAP. Zu den Drei-Qubit-Gattern zählen Toffoli (CCX) und Fredkin (CSWAP). Ein universeller Gattersatz (z. B. {H, T, CNOT}) kann jede Quantenoperation mit beliebiger Genauigkeit approximieren. In der Hardware variieren die nativen Gatter je nach Plattform — IBM verwendet {CX, RZ, SX}, IonQ verwendet {XX, RZ}.
Verwandte Begriffe
Hadamard-Gatter
GatesDas H-Gatter — erzeugt aus einem Basiszustand eine gleichmäßige Superposition von |0⟩ und |1⟩.
CNOT-Gatter
GatesControlled-NOT — ein Zwei-Qubit-Gatter, das das Ziel-Qubit umkehrt, wenn das Steuer-Qubit |1⟩ ist.
Pauli-Operatoren
GatesDie grundlegenden Ein-Qubit-Gatter X, Y, Z — sie bilden die Basis für alle Quantenoperationen.
Toffoli-Gatter
GatesDas Drei-Qubit-CCX-Gatter — kehrt das Ziel-Qubit nur um, wenn beide Steuer-Qubits |1⟩ sind.
Quantenschaltkreis
FundamentalsEine Abfolge von Quantengattern, die auf ein Register von Qubits angewendet werden, gefolgt von Messungen.