量子ゲートと量子回路

定義¹

$n \in \mathbb{N}$について、以下の[ユニタリ作用素]$G$を量子ゲート^{quantum gate}または**$n$キュービットゲート**と呼ぶ。

$$G : \left( \mathbb{C}^{2} \right)^{\otimes n} \to \left( \mathbb{C}^{2} \right)^{\otimes n}$$

量子ゲートの合成を量子回路^{quantum circuit}と呼ぶ。ここで$\otimes$はベクトル空間のテンソル積である。

説明

古典コンピュータでのゲートと回路を、量子コンピュータで定義したものである。ユニタリ作用素は可逆であるため、量子回路で構成された量子コンピュータから出力された値から、入力された値を求めることが常に可能である。

種類

• パウリゲート
• アダマールゲート $H$
• 位相ゲート $R_{\theta}$