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CNOT 게이트
CNOT(제어 NOT) 게이트는 제어 큐비트가 |1⟩일 때만 타깃 큐비트를 뒤집는 2큐비트 게이트로, 양자 컴퓨팅의 근본적인 얽힘 게이트입니다.
무슨 뜻인가요
CNOT 게이트는 가장 중요한 2큐비트 게이트입니다.제어 큐비트가 |1⟩ 상태일 때 타깃 큐비트에 파울리-X를 적용합니다.진리표: |00⟩→|00⟩, |01⟩→|01⟩, |10⟩→|11⟩, |11⟩→|10⟩.제어 큐비트가 중첩 상태이면 CNOT은 얽힘을 생성합니다.범용 게이트 세트의 일부입니다.일상 비유
CNOT 게이트는 조건부 전등 스위치와 같습니다 -- 마스터 스위치(제어)가 켜져 있으면 보조 스위치(타깃)가 토글됩니다.
양자 XOR 게이트로 생각하세요.
흔한 오해
- CNOT은 대칭이 아닙니다 -- 제어와 타깃을 교환하면 다른 연산이 됩니다.
- CNOT만으로는 얽힘을 만들 수 없습니다 -- 제어 큐비트가 중첩 상태여야 합니다.
핵심 정리
- CNOT은 제어 큐비트가 |1⟩일 때 타깃을 뒤집습니다.
- CNOT + 중첩 = 얽힘.
- 범용 게이트 세트 {H, T, CNOT}의 일부입니다.
이해했는지 확인해 보세요
|10⟩(제어=|1⟩, 타깃=|0⟩)에 CNOT을 적용한 출력은?
- A.|10⟩
- B.|11⟩
- C.|00⟩
- D.|01⟩
정답 보기
정답: B. |11⟩
이유: 제어가 |1⟩이므로 타깃이 |0⟩에서 |1⟩으로 뒤집혀 |11⟩이 됩니다.
먼저 알아야 할 개념
원 출처: Barenco et al., Phys. Rev. A 52, 3457 (1995), doi:10.1103/PhysRevA.52.3457