Эти новые состояния дают нам больше возможностей для выполнения вычислений. Например, при применении операции H ко второму кубиту пары, мы получим состояние вида (|0⟩ + |1⟩) ⊗ |+⟩, что означает, что второй кубит становится в суперпозиции состояний |0⟩ и |1⟩.
Операция H служит базисным элементом для многих квантовых алгоритмов и применяется для создания уникальных состояний, которые имеют свои применения в квантовых вычислениях.
2. Операция S (вентиль сдвига фазы): Она изменяет фазу состояния |1⟩, умножая его на комплексное число i.
операция S (вентиль сдвига фазы) является одной из базовых операций в квантовых вычислениях. Она изменяет фазу состояния |1⟩ на комплексное число i, и математически определяется следующим образом:
S|0⟩ = |0⟩,
S|1⟩ = i|1⟩.
Операция S умножает состояние |1⟩ на комплексное число i, что соответствует сдвигу фазы на 90 градусов. Это означает, что фаза состояния |1⟩ изменяется от 0 до π/2, что может быть полезно для манипуляций с фазами и изменениями амплитуд кубитов.
Системы квантовых вычислений могут использовать состояния с различными фазами для обработки информации. Операция S позволяет вносить изменения в фазу состояния кубитов и использовать их в последующих вычислениях.
Операция S также является частью большего набора операций, включающих S, S†, T и T†. Они образуют набор операций сдвига фазы, которые могут быть использованы для выполнения более сложных манипуляций с фазами кубитов.
В комбинации с другими операциями, такими как H, CNOT и SWAP, операция S играет важную роль в создании уникальных состояний кубитов и выполнении сложных вычислений. Комбинирование операций S и H позволяет, например, создать состояние суперпозиции, которое изменяет фазу кубитов и имеет свойства, не доступные для классической информации.
Использование операций сдвига фазы открывает дополнительные возможности для манипуляции и обработки кубитов в квантовых вычислениях, что делает их более мощными и эффективными по сравнению с классическими вычислениями.
3. Операция T (вентиль T): Она также изменяет фазу состояний, но на угол π/4. Она часто используется в комбинации с другими операциями для сложных манипуляций состояниями кубитов.
Математически, операция T определяется следующим образом:
T|0⟩ = |0⟩,
T|1⟩ = (1 + i) |1⟩ / sqrt (2).