List of quantum logic gates
گیٹ پر مبنی کوانٹم کمپیوٹنگ میں، کوانٹم منطق گیٹس کے مختلف سیٹ عام طور پر کوانٹم آپریشنز کو ظاہر کرنے کے لیے استعمال ہوتے ہیں۔ مندرجہ ذیل جدولوں میں کئی یکطرفہ کوانٹم منطق گیٹس کی فہرست دی گئی ہے، ان کے مشترکہ نام، ان کی نمائندگی کیسے کی جاتی ہے، اور ان کی کچھ خصوصیات کے ساتھ۔ ان میں سے کچھ دروازوں کے کنٹرولڈ یا کنجوگیٹ ٹرانسپوز (ملحقہ) ورژن درج نہیں ہو سکتے ہیں۔ شناخت کا دروازہ اور عالمی مرحلہ شناخت کا دروازہ شناخت کا عمل ہے، زیادہ تر وقت اس دروازے کو سرکٹ کے خاکے میں ظاہر نہیں کیا جاتا ہے، لیکن ریاضیاتی نتائج کو بیان کرتے وقت یہ مفید ہوتا ہے۔ اسے "ویٹ سائیکل" اور این او پی کے طور پر بیان کیا گیا ہے۔ گلوبل فیز گیٹ پوری کیوبٹ کوانٹم حالت میں ایک گلوبل فیز متعارف کراتا ہے۔ ایک کوانٹم حالت کو ایک مرحلے تک منفرد طور پر بیان کیا جاتا ہے۔ بورن رول کی وجہ سے، فیز فیکٹر کا پیمائش کے نتائج پر کوئی اثر نہیں پڑتا: کسی کے لیے بھی۔ کیونکہ جب کوانٹم رجسٹر میں ایک واحد کیوبٹ پر گلوبل فیز گیٹ لگایا جاتا ہے، تو پورے رجسٹر کا گلوبل فیز بدل جاتا ہے۔ نیز، ان دروازوں کو کسی بھی تعداد میں کیوبٹس یا قادٹس تک بڑھایا جا سکتا ہے۔ کلفورڈ کیوبٹ گیٹس اس ٹیبل میں کیوبٹس کے لیے عام طور پر استعمال ہونے والے کلفورڈ گیٹس شامل ہیں۔ دیگر کلفورڈ گیٹس، بشمول اعلی جہتی گیٹس یہاں شامل نہیں ہیں لیکن تعریف کے مطابق اور کا استعمال کرتے ہوئے تیار کیے جا سکتے ہیں۔ نوٹ کریں کہ اگر کلفورڈ گیٹ اے پالی گروپ میں نہیں ہے، یا کنٹرولڈ-اے کلفورڈ گیٹس میں نہیں ہے۔ کلفورڈ سیٹ عالمگیر کوانٹم گیٹ سیٹ نہیں ہے۔ نان کلفورڈ کیوبٹ گیٹس ریلیٹو فیز گیٹس فیز شفٹ سنگل کیوبٹ گیٹس کا ایک خاندان ہے جو بیس اسٹیٹس اور کا نقشہ بناتا ہے۔ اس گیٹ کو لگانے کے بعد a یا کی پیمائش کا امکان تبدیل نہیں ہوتا ہے، تاہم یہ کوانٹم حالت کے مرحلے کو تبدیل کرتا ہے۔ یہ ایک افقی دائرے (عرض البلد کی ایک لکیر) کا سراغ لگانے، یا ریڈینس کے ذریعہ بلوچ دائرے پر زیڈ محور کے ساتھ گھومنے کے مترادف ہے۔ ایک عام مثال ٹی گیٹ ہے جہاں (تاریخی طور پر گیٹ کے نام سے جانا جاتا ہے)، فیز گیٹ۔ نوٹ کریں کہ کچھ کلفورڈ گیٹس فیز شفٹ گیٹ کے خصوصی معاملات ہیں: فیز شفٹ گیٹ کی دلیل U (1) میں ہے، اور گیٹ مخصوص بیس اسٹیٹ کے ساتھ U (1) میں فیز گردش انجام دیتا ہے (جیسے۔ مرحلے کو گھومتا ہے۔ 2 سطح کے کوانٹم سسٹم (ایک کیوبٹ) کی دونوں بنیادی حالتوں کے عام مرحلے کے بارے میں گردش کو سیریز سرکٹ کے ساتھ بڑھایا جا سکتا ہے: جب یہ گیٹ گردش آپریٹر گیٹ ہے اور اگر یہ ایک عالمی مرحلہ ہے۔ ٹی گیٹ کا تاریخی نام شناخت سے آتا ہے، جہاں۔ صوابدیدی سنگل-کوئبٹ فیز شفٹ گیٹس مائکروویو کنٹرول دالوں کے وقت کے ذریعے ٹرانسمون کوانٹم پروسیسرز کے لیے مقامی طور پر دستیاب ہیں۔ اس کی وضاحت فریم کی تبدیلی کے لحاظ سے کی جا سکتی ہے۔ کسی بھی واحد کیوبٹ گیٹ کی طرح کوئی بھی فیز شفٹ گیٹ کا کنٹرول شدہ ورژن بنا سکتا ہے۔ کمپیوٹیشنل بنیاد کے حوالے سے، 2-کوبٹ کنٹرولڈ فیز شفٹ گیٹ یہ ہے: مرحلے کو صرف اس صورت میں منتقل کرتا ہے جب یہ حالت پر عمل کرتا ہے: کنٹرولڈ-Z (یا CZ) گیٹ خاص معاملہ ہے جہاں۔ کنٹرولڈ-ایس گیٹ کنٹرولڈ-کب اور عام طور پر استعمال ہونے والا گیٹ ہے۔ گردش آپریٹر گیٹس گردش آپریٹر گیٹس اور ایس او (3) کے تین کارٹیشین محوروں میں ینالاگ گردش میٹرکس ہیں، بلاچ دائرے کے پروجیکشن پر محور۔ چونکہ پالی میٹرکس کا تعلق گردشوں کے جنریٹر سے ہے، اس لیے ان گردش آپریٹرز کو دلیل میں پالی میٹرکس کے ساتھ میٹرکس ایکسپونینشیل کے طور پر لکھا جا سکتا ہے۔ ایس یو (2) میں کسی بھی یک جہتی میٹرکس کو بطور پروڈکٹ لکھا جا سکتا ہے (یعنی۔ سیریز سرکٹ) تین گردش کے دروازوں یا اس سے کم کا۔ نوٹ کریں کہ دو سطحی نظاموں جیسے کیوبیٹس اور اسپنرز کے لیے، ان گردشوں کی مدت ہوتی ہے۔ (360 ڈگری) کی گردش ایک ہی اسٹیٹ ویکٹر کو مختلف مرحلے کے ساتھ واپس کرتی ہے۔ گردش میٹرکس کا تعلق پالی میٹرکس سے مندرجہ ذیل طریقے سے ہے: پالی ویکٹر پر گردشوں کے ملحقہ عمل کو طے کرنا ممکن ہے، یعنی روڈریگس کے گردش فارمولے کو لاگو کرنے کے لیے زاویہ کو دوگنا کرکے مؤثر طریقے سے گردش کرنا: کسی بھی یونٹ ویکٹر کے ڈاٹ پروڈکٹ کو مندرجہ بالا فارمولے کے ساتھ لینا جب ملحقہ گردش کے دروازوں کے اندر سینڈوچ کیا جائے تو کسی بھی واحد کیوبٹ گیٹ کا اظہار پیدا کرتا ہے۔ مثال کے طور پر، یہ دکھایا جا سکتا ہے. نیز، ہمارے پاس موجود اینٹی کمیونیٹنگ ریلیشن کا استعمال کرتے ہوئے۔ گردش کرنے والے آپریٹرز کی دلچسپ شناخت ہوتی ہے۔ مثال کے طور پر، اور اس کے علاوہ، ہمارے پاس موجود اینٹی کمیونیٹنگ تعلقات اور گلوبل فیز اور فیز شفٹ کا استعمال کرتے ہوئے Z-گردش آپریٹر کے ساتھ ایک دوسرے میں تبدیل کیا جا سکتا ہے: گیٹ بلاچ دائرے میں تقریبا x محور کی گردش کی نمائندگی کرتا ہے۔ گیل-مان میٹرکس کا استعمال کرتے ہوئے ایس یو (3) کے لیے اسی طرح کے گردش آپریٹر گیٹ موجود ہیں۔ وہ قترت کے ساتھ استعمال ہونے والے گردش آپریٹر ہیں۔ دو-کوبٹ تعامل کے دروازے کوبٹ-کوبٹ آئزنگ جوڑی یا ہائزن برگ تعامل کے دروازے Rxx، Ryy اور Rzz 2-کوبٹ کے دروازے ہیں جو کچھ پھنسے ہوئے آئن کوانٹم کمپیوٹرز میں مقامی طور پر نافذ کیے جاتے ہیں، مثال کے طور پر مولمر-سورینسن گیٹ کے طریقہ کار کا استعمال کرتے ہوئے۔ نوٹ کریں کہ ان دروازوں کا اظہار مثال کے طور پر سینوسائڈل شکل میں بھی کیا جا سکتا ہے۔ سی این او ٹی گیٹ کو گردش آپریٹر گیٹس اور بالکل ایک دو کیوبٹ انٹرایکشن گیٹ کی مصنوعات کے طور پر مزید تحلیل کیا جا سکتا ہے، مثال کے طور پر ایس ڈبلیو اے پی گیٹ کو دوسرے دروازوں سے بنایا جا سکتا ہے، مثال کے طور پر دو کیوبٹ انٹرایکشن گیٹس کا استعمال کرتے ہوئے: نان کلفورڈ سویپ گیٹس گیٹ دو کیوبٹ سویپ کا آدھا راستہ انجام دیتا ہے (دیکھیں کلفورڈ گیٹس)۔ یہ عالمگیر ہے کہ کوئی بھی کئی-کیوبٹ گیٹ صرف اور واحد کیوبٹ گیٹ سے بنایا جا سکتا ہے۔ پروڈکٹ اسٹیٹس سے بیل اسٹیٹ تیار کرنے کے لیے ایک سے زیادہ ایپلی کیشنز کی ضرورت ہوتی ہے۔ گیٹ قدرتی طور پر ان نظاموں میں پیدا ہوتا ہے جو تبادلے کے تعامل کا استحصال کرتے ہیں۔ آئزنگ جیسے تعاملات والے نظاموں کے لیے، بعض اوقات خیالی تبادلہ یا آئی ایس ڈبلیو اے پی متعارف کرانا زیادہ فطری ہوتا ہے۔ نوٹ کریں کہ اور، یا زیادہ عام طور پر 0 کے علاوہ تمام حقیقی n کے لیے۔ سویپا قدرتی طور پر اسپنٹرونک کوانٹم کمپیوٹرز میں پیدا ہوتا ہے۔ فریڈکن گیٹ (جسے سی ایس ڈبلیو اے پی یا سی ایس گیٹ بھی کہا جاتا ہے)، جس کا نام ایڈورڈ فریڈکن کے نام پر رکھا گیا ہے، ایک 3 بٹ والا گیٹ ہے جو کنٹرولڈ سویپ انجام دیتا ہے۔ یہ کلاسیکی حساب کے لیے عالمگیر ہے۔ اس کی مفید خاصیت یہ ہے کہ 0s اور 1s کی تعداد پوری طرح محفوظ رہتی ہے، جس کا بلئرڈ بال ماڈل میں مطلب ہے کہ گیندوں کی اتنی ہی تعداد ان پٹ کے طور پر آؤٹ پٹ ہوتی ہے۔ دیگر نامزد گیٹس نوٹس حوالہ جات کوانٹم کمپیوٹنگ کوانٹم گیٹس