CNOT（制御NOTまたはCX）ゲートは、最も重要な2量子ビット量子ゲートです。制御量子ビットとターゲット量子ビットを持ちます。制御が|0⟩なら、ターゲットは変化しません。制御が|1⟩なら、ターゲット量子ビットは反転します（Xゲートが適用される）。CNOTは|00⟩→|00⟩、|01⟩→|01⟩、|10⟩→|11⟩、|11⟩→|10⟩と写します。CNOTゲートはもつれを生成します。制御にHを適用してからCNOTを適用すると、ベル状態(|00⟩ + |11⟩)/√2が生成されます。単一量子ビットゲートと組み合わせることで、CNOTは量子計算のための普遍的なゲートセットを構成します。超伝導ハードウェアでは、ネイティブな2量子ビットゲートはしばしばCXまたはECRであり、捕捉イオンでは通常メルマー・ソレンセン（XX）ゲートです。