Puerta cuántica

Puerta cuántica

Puerta cuántica

Una puerta cuántica o puerta lógica cuántica es un circuito cuántico básico que opera sobre un pequeño número de qubits. Son para los ordenadores cuánticos lo que las puertas lógicas son para los ordenadores digitales. Las puertas lógicas cuánticas son reversibles, al contrario que muchas puertas lógicas clásicas. Algunas puertas lógicas clásicas, como la puerta de Toffoli, proporcionan reversibilidad y pueden ser transformadas en puertas lógicas cuánticas. Las puertas lógicas cuánticas son representadas mediante matrices unitarias.

Las puertas cuánticas más comunes operan en espacios de uno o dos qubits. Esto significa que, como matrices, las puertas cuánticas pueden ser descritas por matrices 2×2 o 4×4 con filas ortonormales.

Nota: "Lógica cuántica" puede referirse tanto al comportamiento de las puertas lógicas cuánticas como al formalismo para mecánica cuántica llamado lógica cuántica, basado en la modificación de algunas de las reglas de la lógica proposicional.

Contenido

Ejemplos

Puerta de Hadamard. Esta puerta opera sobre un único qubit. Se representa mediante la matriz de Hadamard:

H = \frac{1}{\sqrt{2}} \begin{bmatrix} 1 & 1 \\ 1 & -1 \end{bmatrix}

Como las filas de la matriz son ortogonales, H es una matriz unitaria.


Puertas controladas. Supongamos que U es una puerta que opera en qubits con representación matricial

U = \begin{bmatrix} x_{00} & x_{01} \\ x_{10} & x_{11} \end{bmatrix}

La puerta controlada-U es una puerta que opera sobre dos qbits de manera que el primer qubit sirve como controlador.


| 0 0 \rangle \mapsto | 0 0 \rangle
| 0 1 \rangle \mapsto | 0 1 \rangle
| 1 0 \rangle \mapsto | 1 \rangle U |0 \rangle = | 1 \rangle \left(x_{00} |0 \rangle + x_{10} |1 \rangle\right)
| 1 1 \rangle \mapsto | 1 \rangle U |1 \rangle = | 1 \rangle \left(x_{01} |0 \rangle + x_{11} |1 \rangle\right)

Así, la matriz para la puerta controlada U es la siguiente:

\operatorname{C}(U) = \begin{bmatrix} 1 & 0 & 0 & 0 \\ 0 & 1 & 0 & 0 \\ 0 & 0 & x_{00} & x_{01} \\ 0 & 0 & x_{10} & x_{11} \end{bmatrix}

Puertas cuánticas universales

Un conjunto de puertas cuánticas universales es cualquier conjunto de puertas al cual puede ser reducida cualquier operación posible en un ordenador cuántico, es decir, cualquier otra operación unitaria puede ser expresada como una secuencia finita de puertas del conjunto.

Historia

La notación actual para las puertas cuánticas fue desarrollada por Barenco et al.[1]

Véase también

Bibliografía

  • M. Nielsen and I. Chuang, Quantum Computation and Quantum Information, Cambridge University Press, 2000
  1. ↑ Phys. Rev. A 52 3457–3467 (1995), DOI:10.1103/PhysRevA.52.3457; e-print arXiv:quant-ph/9503016
Obtenido de "Puerta cu%C3%A1ntica"

Wikimedia foundation. 2010.

Игры ⚽ Нужно решить контрольную?

Mira otros diccionarios:

  • Computación cuántica — La esfera de Bloch es una representación de un qubit, el bloque de construcción fundamental de los computadores cuánticos. La computación cuántica es un paradigma de computación distinto al de la computación clásica. Se basa en el uso de qubits… …   Wikipedia Español

  • Teleportación cuántica — La teleportación es una técnología cuántica única que transfiere un estado cuántico a una localización arbitrariamente alejada usando un estado de entrelazamiento cuántico distribuido y la transmisión de cierta información clásica. La… …   Wikipedia Español

  • La puerta de los tres cerrojos — es una novela de ciencia – ficción de escrito por Sonia Fernández Vidal y editado por “la galera” basado principalmente en física cuántica. Contenido 1 Argumento 2 La autora 3 Referencias 4 Enlaces exter …   Wikipedia Español

  • Literatura cuántica — La literatura cuántica es una corriente literaria que sigue los principios de la estética cuántica.[1] Cartel de la obra de teatro Marilyn no es Monroe. Una perspectiva cuántica de la vida de Marilyn Monroe , de Gregorio Morales …   Wikipedia Español

  • Computadora cuántica de Feynman — El modelo de la máquina de Turing es una manera de describir una computadora abstracta. Otro es cómo construir un circuito a partir de puertas lógicas primitivas. Ambas aproximaciones son equivalentes. El modelo de Feynman es una versión cuántica …   Wikipedia Español

  • Algoritmo cuántico — Transformada de Fourier cuántica sobre tres qubits, basada en la aplicación reiterada de la puerta cuántica de Hadamard y de puertas de cambio de fase. Un algoritmo cuántico es un algoritmo que se ejecuta en un modelo realista de computación… …   Wikipedia Español

  • Gregorio Morales Villena — (Granada, 7 de julio de 1952) es un novelista y poeta español representante de la corriente denominada estética cuántica, que intenta enfocar la literatura desde la perspectiva de ciencias como la física de partículas, la astronomía o la… …   Wikipedia Español

  • Misticismo cuántico — El misticismo cuántico es la creencia pseudocientífica de que las leyes de la mecánica cuántica incorporan ideas místicas similares a aquellas encontradas en ciertas tradiciones religiosas o creencias de la New Age. Se deriva de una… …   Wikipedia Español

  • Universos paralelos — es el nombre de una hipótesis física, en la que entran en juego la existencia de varios universos o realidades relativamante independientes. El desarrollo de la física cuántica, y la búsqueda de una teoría unificada (teoría cuántica de la… …   Wikipedia Español

  • Viaje a través del tiempo — Para los viajes a través del tiempo en la ciencia ficción y literatura, véase Viaje a través del tiempo (ciencia ficción) …   Wikipedia Español

Compartir el artículo y extractos

Link directo
… Do a right-click on the link above
and select “Copy Link”