12.4. Nagyobb kapuk

Egyrészt láthattuk, hogy tenzor szorzással a kisebb (kevesebb kubites inputtal és outputtal rendelkező) kapukból nagyobbakat tudunk létrehozni. Másrészt a történeti jelentősége miatt most térhetünk vissza a 10.5. alfejezetben már tárgyalt vezérelt-vezérelt-NEM kapura. Ezt is adjuk meg mátrixalakban (ehhez rögzítsük a kubitek sorrendjét, az utolsó kubit legyen a cél kubit, az első kettő pedig a vezérlő):

Ez tehát a Toffoli kapu, amit elméletben már 1980 óta ismerünk. Ennek a kvantumkapunak a fizikai megvalósítása 2009-ben sikerült Innsbruckban ion-csapdás kvantumszámítógéppel. A Toffoli kapu általánosítása a Deutsch kapu, melynek mátrixa:

Látható, hogy , vagyis a 90˚-os Deutsch kapu esetén speciálisan megkapjuk a vezérelt-vezérelt negáció kaput.

A Fredkin kapu vezérelt csereként fogható fel, a mátrixa pedig:

Az érdekesség kedvéért itt említjük a kvantum-összeadót, amit pl. a 12.2. ábrán látható félösszeadó segítségével építhetünk meg.

12.2. ábra - A kvantumos félösszeadó kapu megvalósítása egy A kvantumos félösszeadó kapu megvalósítása egy és egy kapuval. és egy A kvantumos félösszeadó kapu megvalósítása egy és egy kapuval. kapuval.

A kvantumos félösszeadó kapu megvalósítása egy és egy kapuval.