Я не можу зрозуміти, як я можу виконати CNOT (q1,q2) якщо q1
є частиною заплутаної пари, як держава Белл Б0 що формується тут після перетворення Хадамарда.
Ключ полягає в тому, щоб помітити, що відбувається з обчислювальними базовими станами (або, з цього приводу, будь-яким іншим повним набором базових станів), застосовуючи відповідні квантові ворота. Не має значення, заплутаний чи відокремлений штат. Цей метод завжди працює.
Розглянемо 2-кбіт Белл (з двох кубітів) А і Б):
| Ч⟩=12-√( | 00 ⟩ + | 11 ⟩ )
| Ч⟩утворюється рівним лінійним суперпозицією обчислювальних базових станів| 00⟩ & | 11⟩ (що можна виразити як | 0⟩А⊗ | 0⟩Б і | 1⟩А⊗ | 1⟩Б відповідно) та | 1⟩А⊗ | 1⟩Б. Нам не потрібно турбуватися про інші два обчислювальні бази:| 01⟩ і | 10⟩ оскільки вони не є частиною суперпозиції держави Белла | Ч⟩. Затвор CNOT в основному відкидається (тобто робить будь-яке з двох відображень)| 0⟩↦ | 1⟩ або | 1⟩↦ | 0⟩) стан кубіта Б у випадку, якщо кубітА знаходиться в державі | 1⟩інакше він взагалі нічого не робить.
Таким чином, CNOT буде зберігати обчислювальний стан | 00⟩так як є. Однак він перетворить обчислювальний базовий стан| 11⟩ до | 10⟩. Від дії CNOT о| 00⟩ і | 11⟩, можна вивести дію CNOT на стан суперпозиції | Ч⟩ зараз:
CNOT| Ч⟩=12-√( | 00 ⟩ + | 10 ⟩ )
Редагувати :
У коментарях ви згадуєте, що хочете одного з двох кубітів заплутаного стану | Ч⟩діяти як контроль (і операція NOT буде застосована до іншого кубіта, скажімо С, залежно від контролю ).
І в цьому випадку ви можете поступити аналогічно, як описано вище.
Запишіть 3-біткий комбінований стан :
| Ч⟩⊗ | 0⟩С=12-√( | 0⟩А⊗ | 0⟩Б+ | 1⟩А⊗ | 1⟩Б) ⊗ | 0⟩С
=12-√( | 0⟩А⊗ | 0⟩Б⊗ | 0⟩С+ | 1⟩А⊗ | 1⟩Б⊗ | 0⟩С)
Скажімо Бє вашим контрольним кубітом.
Ще раз ми просто перевіримо дію CNOT на обчислювальних станах (для 3-кубітної системи), тобто | 000⟩ & | 110⟩. У стані обчислення| 000⟩= | 0⟩А⊗ | 0⟩Б| 0⟩С зауважте, що стан кубіта Б є | 0⟩ і кубіт C є |0⟩. З кубітомB знаходиться в стані |0⟩, стан кубіта Cбуде НЕ перевернути. Однак зауважте, що в обчислювальній основі стан|110⟩=|1⟩A⊗|1⟩B⊗|0⟩C кубіт B знаходиться в стані |1⟩ поки кубіт C знаходиться в стані |0⟩. З моменту кубітB знаходиться в стані |1⟩, стан кубіта C буде перевернуто на |1⟩.
Таким чином, ви закінчуєте державу:
12–√(|0⟩A⊗|0⟩B⊗|0⟩C+|1⟩A⊗|1⟩B⊗|1⟩C)
Це стан Грінбергера-Хорна – Цайлінгера для вашого3 кубіти!