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Rx门

Rx门执行绕布洛赫球x轴角度θ的旋转,实现连续单量子比特旋转。

这是什么意思

Rx(θ)门是参数化的单量子比特门,将量子比特态绕布洛赫球x轴旋转角度θ。矩阵为[[cos(θ/2), -i·sin(θ/2)], [-i·sin(θ/2), cos(θ/2)]]。θ = π时Rx化为泡利X门。是VQE和QAOA等变分量子算法的核心。

生活类比

Rx门就像可以绕东西轴旋转指南针指针任意角度的刻度盘。
想象精确倾斜地球仪。

常见误解

  • Rx(π)与泡利X门不完全相同 -- 差一个全局相位-i。
  • Rx(θ)中的θ是布洛赫球上的旋转角度。

要点总结

  • Rx(θ)绕x轴旋转角度θ。
  • Rx(π) = -iX。
  • 与Ry、Rz一起可分解任意单量子比特幺正。

检验你的理解

Rx(π)对应什么门(忽略全局相位)?

  1. A.阿达马
  2. B.泡利X
  3. C.泡利Z
  4. D.恒等
查看答案

答案: B. 泡利X

原因: Rx(π) = -iX。

先修概念

一次文献: Barenco et al., Phys. Rev. A 52, 3457 (1995), doi:10.1103/PhysRevA.52.3457

动手实践学习

这个概念是 46 级课程的一部分,配有交互式模拟器和 Lumen 导师——每个回答在展示前都经过验证。第 1–5 级免费。