截至 2026-07-10第 3 级
原生门
原生门是量子芯片能够直接执行的门集合——它不由芯片固定的物理特性决定，而是由今天的校准（calibration）定义，而你的电路只有通过转译（transpilation）才能到达这个集合。
这是什么意思
量子电路通常用H和CX等教科书式的门来编写，但物理芯片只能执行一小组原生门——例如某些超导平台上的PRX和CZ。转译在同一抽象层级上把电路重写为仅由该原生集合构成的等价电路（就像TypeScript → JavaScript；与之相对，编译是下降到更低的层级）。关键在于：原生集合并不是硅片的固定属性——它由校准定义，因此同一块芯片在不同的日子可能支持不同的门。由此产生三个微妙之处。第一，门的支持情况可能因量子比特而异——量子比特1、2、3、5可能支持门A和B，而量子比特4支持B和C。第二，双量子比特原生门作用于耦合器——位于量子比特之间的部件——因此被报告为'门D在量子比特1和3之间受支持'，而不是在某个量子比特上。第三，即使是原生门也仍然是一种抽象：同一个PRX门可能有多种不同的脉冲级实现，例如drag_gaussian、drag_crf或drag_gaussian_sx。实际结论：永远针对当前的校准数据进行转译，而不是依据昨天的假设。生活类比
我用H和CX这两个词写了一封信，但这块芯片只听得懂PRX和CZ——所以在投递之前，必须用芯片自己的词汇把信重写一遍。而这里有个转折：芯片的词汇并没有印在一本固定的词典里。它由今天的校准决定，所以同一块芯片明天可能会'说'一套不同的词。
一个带着讽刺意味的词源：'native'来自拉丁语nativus，意为'与生俱来的'——然而原生门恰恰不是与生俱来的；它们由校准定义，可能天天变化。韩语、日语、汉语把这个术语译作고유 게이트/固有门（'固有拥有的'），其中带着同样的讽刺：芯片'固有拥有'的东西，实际上是由今天的校准决定的。
常见误解
- 原生门不是芯片固定的物理特性——它们由校准定义，受支持的集合可能因量子比特而异，也可能每天变化。
- 双量子比特原生门并不作用于量子比特本身——它们作用于耦合器，即位于量子比特之间的部件，这就是为什么支持情况被报告为'门D在量子比特1和3之间受支持'。
- 即使是原生门也仍然是一种抽象：同一个PRX门可能有多种不同的脉冲实现（drag_gaussian、drag_crf、drag_gaussian_sx等）。
要点总结
- 转译把你电路中的门转换为今天的原生门集合——这是同层级的翻译，就像TypeScript到JavaScript。
- 三个微妙之处：门的支持因量子比特而异，双量子比特门存在于量子比特之间的耦合器上，一个原生门可以有多种脉冲实现。
- 由于原生集合由校准定义，同一块芯片明天可能'说'不同的话——请针对今天的校准数据进行转译。
检验你的理解
某芯片的文档说它当前支持PRX和CZ门。哪种说法最准确？
- A.这个集合是芯片永久的物理属性
- B.这个集合由当前的校准定义，可能因量子比特而异，也可能每天不同
- C.用户必须只用PRX和CZ手工重写所有电路
- D.PRX和CZ总是直接作用于量子比特，从不作用于耦合器
查看答案
答案: B. 这个集合由当前的校准定义，可能因量子比特而异，也可能每天不同
原因: 原生门集合由校准定义，而非固定的硅片物理特性：支持情况可能因量子比特和日期而变化，像CZ这样的双量子比特门作用于耦合器，而重写工作由转译器完成，不是用户。
为什么设备报告会说'门D在量子比特1和3之间受支持'，而不是'在量子比特1上'或'在量子比特3上'？
- A.因为门D是一种测量操作
- B.因为双量子比特原生门作用于耦合器，即连接两个量子比特的部件
- C.因为量子比特1和3共享同一种脉冲实现
- D.因为门D是没有物理位置的纯软件构造
查看答案
答案: B. 因为双量子比特原生门作用于耦合器，即连接两个量子比特的部件
原因: 双量子比特原生门在耦合器上执行——耦合器是位于量子比特对之间的可调部件——所以支持情况自然按连接而不是按量子比特来报告。
先修概念
Which gate sets are native is calibration- and vendor-defined and changes over time; concept text is explicit about this. Re-verified 2026-07-10: no material drift.