出典検証済みレベル 1

パウリZゲート

パウリZゲートは|0⟩を変えずに|1⟩を-|1⟩にマッピングする位相フリップゲートで、ブロッホ球のz軸周りの180度回転に対応します。

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どういう意味か

パウリZゲートは位相フリップゲートとも呼ばれ、|0⟩はそのままに|1⟩成分に-1の位相を適用します。行列表現はσ_z = [[1,0],[0,-1]]です。ブロッホ球ではz軸周りのπ回転に対応します。計算基底で対角であり、|0⟩と|1⟩がそれぞれ固有値+1と-1の固有状態です。

パウリZゲートはブロッホ球の矢印を縦のz軸まわりに半回転させることです：極（|0⟩、|1⟩）にある矢印は動かないので測定確率は変わりませんが、赤道上の矢印は反対側へ回ります（|+⟩ ↔ |−⟩）— 干渉を通してしか検出できない位相の変化です。

コマの上下を変えずに回転方向だけ変えるようなものです。

Z|+⟩は何ですか？

答えを見る

答え: B. |−⟩

理由: Z|+⟩ = (|0⟩-|1⟩)/√2 = |−⟩です。

この概念は46レベルのカリキュラムの一部です。インタラクティブなシミュレーターと、回答をチェックし、どれだけ確かかを表示するチューター Lumen と一緒に学べます。レベル1–5は無料です。