کوانٹم کمپیوٹیشن کے دائرے میں، کوانٹم گیٹس کے عالمگیر خاندان کا تصور بہت اہمیت رکھتا ہے۔ دروازوں کا ایک عالمگیر خاندان سے مراد کوانٹم گیٹس کا ایک مجموعہ ہے جو کسی بھی یکطرفہ تبدیلی کو کسی بھی مطلوبہ حد تک درستگی کا تخمینہ لگانے کے لیے استعمال کیا جا سکتا ہے۔
CNOT گیٹ اور Hadamard گیٹ دو بنیادی دروازے ہیں جو اپنی منفرد خصوصیات اور صلاحیتوں کی وجہ سے اکثر ایسے عالمگیر خاندان میں شامل ہوتے ہیں۔
CNOT گیٹ، Controlled-NOT gate کے لیے مختصر ہے، ایک دو کیوبٹ گیٹ ہے جو ٹارگٹ کیوبٹ پر صرف اس صورت میں NOT آپریشن (بٹ فلپ) کرتا ہے جب کنٹرول کیوبٹ حالت |1⟩ میں ہو۔ میٹرکس کی شکل میں، CNOT گیٹ کو اس طرح دکھایا جا سکتا ہے:
[متن{CNOT} = شروع کریں{bmatrix}
1 اور 0 اور 0 اور 0 \
0 اور 1 اور 0 اور 0 \
0 اور 0 اور 0 اور 1 \
0 & 0 & 1 & 0
اختتام{bmatrix}
]
Hadamard گیٹ ایک سنگل کوبٹ گیٹ ہے جو سپرپوزیشن بناتا ہے اور بنیادی تبدیلی کرتا ہے۔ یہ |0⟩ حالت کو (|0⟩ + |1⟩)/√2 اور |1⟩ حالت کو (|0⟩ – |1⟩)/√2 میں تبدیل کرتا ہے۔ Hadamard دروازے کی میٹرکس کی نمائندگی یہ ہے:
[H = frac{1}{sqrt{2}} start{bmatrix}
1 اور 1 \
1 اور -1
اختتام{bmatrix}
]
دروازوں کا ایک عالمگیر خاندان بنانے کے لیے، یہ ضروری ہے کہ دروازوں کا ایک ایسا سیٹ ہو جو کوانٹم سسٹم پر کسی بھی وحدانی تبدیلی کو پیدا کر سکے۔ CNOT گیٹ qubits کو الجھانے کے لیے ضروری ہے، جو کوانٹم کمپیوٹیشن کے لیے ایک اہم ضرورت ہے۔ دوسری طرف، Hadamard گیٹ، سپرپوزیشن بنانے اور بنیادی تبدیلیاں کرنے کے لیے اہم ہے، جس سے کوانٹم آپریشنز کی ایک وسیع رینج کو فعال کیا جا سکتا ہے۔
جب دوسرے گیٹس جیسے سنگل کوبٹ فیز گیٹ کے ساتھ ملایا جائے تو CNOT گیٹ اور Hadamard گیٹ 3 آپریشنز کا ایک طاقتور سیٹ بناتے ہیں جو کسی بھی وحدانی تبدیلی (یا کسی دوسرے کوانٹم گیٹ یا اس طرح کے گیٹس کا ایک سیٹ) کا تخمینہ لگا سکتے ہیں۔ کسی بھی وحدانی تبدیلی کا تخمینہ لگانے کی یہ صلاحیت وہی ہے جو انہیں دروازے کے عالمگیر خاندان کا حصہ بناتی ہے۔
CNOT گیٹ اور Hadamard گیٹ کوانٹم گیٹس کے ایک آفاقی خاندان کے لازمی اجزاء ہیں کیونکہ ان کی صلاحیتوں کو الجھانے، سپرپوزیشن بنانے، اور کوانٹم آپریشنز کی ایک وسیع رینج کو فعال کرنے کی صلاحیتوں کی وجہ سے۔ ان گیٹس کو دوسرے کوانٹم گیٹس کے ساتھ جوڑ کر (کافی طور پر سنگل کیوبٹ فیز گیٹ کے ساتھ)، کسی بھی وحدانی تبدیلی کا تخمینہ لگانا ممکن ہے، ان کو کوانٹم کمپیوٹیشن میں ضروری بلڈنگ بلاکس بناتا ہے۔
سے متعلق دیگر حالیہ سوالات اور جوابات EITC/QI/QIF کوانٹم معلومات کے بنیادی اصول:
- کیا کوانٹم ریاستوں کے طول و عرض ہمیشہ حقیقی اعداد ہوتے ہیں؟
- 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؟
- 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