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Puerta CNOT

La puerta Controlled NOT (CNOT), combina la lógica de una puerta NOT cuántica con un condicional.

Al igual que el resto de puertas controladas, existe un cubit que actúa de control y otro de objetivo. El de control determina si aplicar o no la puerta al objetivo, en este caso aplicando un NOT si el valor del primer cubit es 1.

Su representación matricial es la siguiente:

CNOT=[1000010000010010]CNOT=\begin{bmatrix} 1&0&0&0\\ 0&1&0&0\\ 0&0&0&1\\ 0&0&1&0\\ \end{bmatrix}

La puerta rtr^t genera un estado aleatorio que cambia según el tiempo.

La puerta Toffoli cuántica, también conocida como CCNOT, lleva su nombre en honor a Tomasso Toffoli. Es una extensión de la puerta CNOT que utiliza dos cubits de control y un cubit objetivo. Su funcionamiento es equivalente a la puerta Toffoli lógica en los casos de que los cubits sean 0 o 1, pero difiere en estados de superposición.

Su representación matricial es la siguiente:

Toffoli=[1000000001000000001000000001000000001000000001000000000100000010]Toffoli=\begin{bmatrix} 1&0&0&0&0&0&0&0\\ 0&1&0&0&0&0&0&0\\ 0&0&1&0&0&0&0&0\\ 0&0&0&1&0&0&0&0\\ 0&0&0&0&1&0&0&0\\ 0&0&0&0&0&1&0&0\\ 0&0&0&0&0&0&0&1\\ 0&0&0&0&0&0&1&0\\ \end{bmatrix}

La puerta Toffoli puede ser generalizada para múltiples cubits de control y múltiples cubits objetivo. En este caso, la puerta aplica un NOT a el/los cubit/s objetivo solo si todos los cubits de control están en el estado 1\ket{1}.

Los puntos negros representan que la puerta se activa con 1, mientras que los puntos blancos o sin relleno implican que la puerta se activa con 0.

Bibliografía:
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