CNOT 게이트
양자정보이론 | ||||||||||||||||
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정의1
다음과 같은 벡터값 부울함수를 $\operatorname{CNOT}$ 게이트Controlled NOT(CNOT) gate라고 한다.
$$ \operatorname{CNOT} : \left\{ 0, 1 \right\}^{2} \to \left\{ 0, 1 \right\}^{2} $$
$$ \operatorname{CNOT} (a,b) = (a, a \oplus b) $$
- 파인만 게이트Feynman gate라고도 한다.2
설명
$\operatorname{CNOT}$ 게이트 입출력의 구체적인 계산은 다음과 같다.
$$ \begin{align*} \operatorname{CNOT} (0,0) &= (0, 0 \oplus 0) = (0, 0) \\ \operatorname{CNOT} (0,1) &= (0, 0 \oplus 1) = (0, 1) \\ \operatorname{CNOT} (1,0) &= (1, 1 \oplus 0) = (1, 1) \\ \operatorname{CNOT} (1,1) &= (1, 1 \oplus 1) = (1, 0) \end{align*} $$
위 표를 보면 $\operatorname{CNOT}$이 가역 함수라는 사실과 $\operatorname{CNOT}$을 두 번 합성하면 항등함수가 됨을 쉽게 알 수 있다.
$$ \operatorname{Id} = \operatorname{CNOT} \circ \operatorname{CNOT} $$
출력의 두번째 값만 본다면, $\text{XOR}$ 게이트와 같기 때문에, 가역 $\text{XOR}$ 게이트라고 부르기도 한다.
부울 함수 | 기호 | 진리표 | ||||||||||||||||||||||||
$\operatorname{CNOT}$ |
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같이보기
- $\text{AND}$ 게이트논리곱
- $\text{OR}$ 게이트논리합
- $\text{NOT}$ 게이트논리 부정
- $\text{XOR}$ 게이트배타적 논리합
- $\text{NAND}$ 게이트부정논리곱
- $\text{NOR}$ 게이트부정논리합
- 토폴리 게이트$\text{CCNOT}$ 게이트
- 프레드킨 게이트$\text{CSWAP}$ 게이트
김영훈·허재성, 양자 정보 이론 (2020), p88-89 ↩︎