Controlled-NOT (CNOT) گیٹ ایک بنیادی دو کیوبٹ کوانٹم گیٹ ہے جو کوانٹم انفارمیشن پروسیسنگ میں اہم کردار ادا کرتا ہے۔ یہ qubits کو الجھانے کے لیے ضروری ہے، لیکن یہ ہمیشہ qubit کے الجھنے کا باعث نہیں بنتا۔ اس کو سمجھنے کے لیے، ہمیں کوانٹم کمپیوٹنگ کے اصولوں اور مختلف آپریشنز کے تحت کیوبٹس کے رویے کو جاننے کی ضرورت ہے۔
کوانٹم کمپیوٹنگ میں، qubits ایک ساتھ 0 اور 1 دونوں کی نمائندگی کرتے ہوئے، سپر پوزیشن کی حالتوں میں موجود ہو سکتے ہیں۔ جب سنگل کیوبٹ گیٹس، جیسے Pauli-X گیٹ یا Hadamard گیٹ، کو کسی سپرپوزیشن حالت میں کوئبٹ پر لاگو کرتے ہیں، تو یہ کیوبٹ کو کسی دوسرے کے ساتھ الجھائے بغیر ریاستوں کے امکانی طول و عرض کو تبدیل کر سکتا ہے۔ اس کا مطلب یہ ہے کہ سنگل کیوبٹ گیٹس دوسرے کوئبٹس کے ساتھ الجھن پیدا کیے بغیر کیوبٹ کی حالت کو جوڑ سکتے ہیں۔
دوسری طرف، CNOT گیٹ دو کوئبٹس پر کام کرتا ہے، جسے عام طور پر کنٹرول کوئبٹ اور ٹارگٹ کوئبٹ کہا جاتا ہے۔ CNOT گیٹ ہدف کیوبٹ کی حالت کو پلٹتا ہے اگر اور صرف اس صورت میں جب کنٹرول کیوبٹ حالت میں ہو |1⟩۔ اس آپریشن کے نتیجے میں دو کوئبٹس کے درمیان الجھن پیدا ہوتی ہے اگر کنٹرول کوئبٹ سپر پوزیشن میں ہو۔ جب کنٹرول کوئبٹ |0⟩ اور |1⟩ کی سپرپوزیشن میں ہوتا ہے، CNOT گیٹ لگانے کے بعد نتیجے میں آنے والی حالت دو qubits کی الجھی ہوئی حالت ہوتی ہے۔
تاہم، اگر کنٹرول کوئبٹ ایک یقینی حالت میں ہے (یا تو |0⟩ یا |1⟩)، CNOT گیٹ کلاسیکی XOR گیٹ کی طرح برتاؤ کرتا ہے، اور یہ کوئبٹس کو نہیں الجھاتا ہے۔ اس صورت میں، آؤٹ پٹ سٹیٹ کو انفرادی کوبٹ سٹیٹس کے ٹینسر پروڈکٹ کے طور پر ظاہر کیا جا سکتا ہے، جس سے یہ ظاہر ہوتا ہے کہ وہ الجھے ہوئے نہیں ہیں۔
اس تصور کو واضح کرنے کے لیے، آئیے ایک مثال پر غور کریں جہاں کنٹرول کوئبٹ حالت میں ہے |0⟩ اور ٹارگٹ qubit حالت میں ہے |+⟩ (سپرپوزیشن اسٹیٹ)۔ اس منظر نامے میں CNOT گیٹ لگانے کے نتیجے میں ٹارگٹ کیوبٹ بغیر کسی تبدیلی کے باقی رہے گا، یہ ظاہر کرتا ہے کہ الجھنا واقع نہیں ہوا۔
جبکہ CNOT گیٹ کوئبٹس کو الجھانے کے لیے ایک طاقتور ٹول ہے، لیکن اس کی کوئبٹس کو الجھانے کی صلاحیت کنٹرول کوئبٹ کی حالت پر منحصر ہے۔ جب کنٹرول کوئبٹ سپرپوزیشن حالت میں ہوتا ہے، تو CNOT گیٹ qubits کو الجھا سکتا ہے۔ دوسری صورت میں، یہ کلاسیکی طور پر برتاؤ کرتا ہے اور الجھن پیدا نہیں کرتا ہے۔
سے متعلق دیگر حالیہ سوالات اور جوابات EITC/QI/QIF کوانٹم معلومات کے بنیادی اصول:
- کوانٹم نفی گیٹ (کوانٹم ناٹ یا پاؤلی ایکس گیٹ) کیسے کام کرتا ہے؟
- ہدرمرد گیٹ خود الٹنے والا کیوں ہے؟
- اگر بیل سٹیٹ کے 1st کوبٹ کو ایک خاص بنیاد پر ناپیں اور پھر 2nd qubit کو ایک مخصوص زاویہ تھیٹا کے ذریعے گھمائی گئی بنیاد پر ناپیں، تو یہ امکان کہ آپ کو متعلقہ ویکٹر کا پروجیکشن تھیٹا کے سائن کے مربع کے برابر ہے؟
- صوابدیدی کوئبٹ سپرپوزیشن کی حالت کو بیان کرنے کے لیے کلاسیکی معلومات کے کتنے بٹس کی ضرورت ہوگی؟
- کتنے جہتوں میں 3 qubits کی جگہ ہے؟
- کیا کوئبٹ کی پیمائش اس کے کوانٹم سپرپوزیشن کو ختم کردے گی؟
- کیا کوانٹم گیٹس میں کلاسیکل گیٹس کی طرح آؤٹ پٹ سے زیادہ ان پٹ ہو سکتے ہیں؟
- کیا کوانٹم گیٹس کے عالمگیر خاندان میں CNOT گیٹ اور Hadamard گیٹ شامل ہیں؟
- ڈبل سلٹ تجربہ کیا ہے؟
- کیا پولرائزنگ فلٹر کو گھومنا فوٹوون پولرائزیشن پیمائش کی بنیاد کو تبدیل کرنے کے مترادف ہے؟
مزید سوالات اور جوابات EITC/QI/QIF کوانٹم انفارمیشن بنیادی اصولوں میں دیکھیں