Reise in die Quantenzeit 05

Quantencomputer – CNOT und Hadamard

Das gerade kennengelernte Gatter nennen wir CNOT (Controlled NOT, engl. für kontrolliertes NICHT-Gatter). Es wendet ein X-Gatter auf das untere Qubit (Ziel-Qubit) an, sofern das obere Qubit (Kontroll-Qubit) im Zustand 1 ist. Ist das obere Qubit (Kontroll-Qubit) im Zustand 0, ändert sich nichts am unteren Qubit.

Was aber passiert, wenn das Kontroll-Qubit nicht im Zustand 0 oder im Zustand 1 ist sondern in einem Superpositionszustand?

Wende ein Hadamard-Gatter H auf das erste Qubit vor der Anwendung des CNOT-Gatters an, um es in eine gleichmäßige Superposition zu bringen. Führe dann erneut einige Messungen mit verschiedenen Eingabewerten durch. Welchen Effekt hat das Gatter auf das Gesamtergebnis?

Hinweise

Du kannst ein CNOT-Gatter erstellen, indem du ein X-Gatter und ein -Gatter in einer Spalte anordnest, beide markierst und auf C klickst.

Die Animation zeigt Dir, wie du ein CNOT Gatter erstellen kannst.

Meine Messungen

Lösung

Ist das Kontroll-Qubit in einer Superposition, hängt das Messergebnis des Ziel-Qubits davon ab, welchen Wert das Kontroll-Qubit nun annimmt. Die Zustände der beiden Qubits werden so verschränkt. Misst man dann den Zustand eines der Qubits, kennt man auch automatisch den Zustand des anderen Qubits.