큐비트(황선환)

[정보보안 목차]

 

• 개념

 - 양자의 불연속성을 이용하여 0과 1의 정보를 표현하고 중첩된 상태로 저장하는 양자정보 시스템의 기본단위

 - 불연속성 : 전자궤도는 연속적으로 될 수 없고 중간 부분에 존재할 수 없는 성질

 - 양자는 에너지, 각운동량, 전하등의 물리적 성질을 나타내는 불연속 최소단위 물리량, 이 에너지 덩어리는 광자, 양성자, 원자등에서 다양하게 관측된다.

 

 * 원자 : 일반적인 화학 분야에서의 가장 작은 입자

 * 양자 : 원자보다 더 작은 입자, 즉 전자, 양성자, 중성자, 광자등을 총칭

 

• 특징 

 - 양자 스핀 성질 사용, 블로호 구면으로 표현

 

• 큐비트의  0,1 구현과 표현 방법

구분	방법	설명
구현 방법	양자 스핀	- 양자는 축을 중심으로 스핀(각운동량) 존재 - 오른쪽 방향 - 스핀업 , 왼쪽 방향 - 스핀다운
표현 방법	블로호 구면	- 1일 확률과 0일 확률 두가지 상태 표현 - 두 확률의 합은 1

- 양자 컴퓨터에서 큐비트 연산은 블로흐 구면에서의 좌표를 변환하는 방식으로 수행하기 때문에 블로흐 구면 사용

 

• 규비트의 기본 연산 회로

구분	연산	설명
단일 연산	H Gate	큐비트 값을 XZ축 중심 PI만큼 회전
	Z Gate	Z축 중심 PI 만큼 회전
컨트롤연산	CX Zate	CX(A,B), 첫번째 비트-컨트롤 비트, 두번째 비트 - 타겟비트 A 1이면 B를 X게이트 연산
	CZ Gate	CZ(A,B), A 1이면 B를 Z게이트 연산
	CXX Gate	Toffoli Gate, 두 개의 컨트롤 비트가 1일때 세번째 비트 X Gate 수행

https://heegyukim.medium.com/%EC%86%8C%ED%94%84%ED%8A%B8%EC%9B%A8%EC%96%B4%ED%95%99%EB%B6%80%EC%83%9D%EC%9D%98-%EC%96%91%EC%9E%90%EC%BB%B4%ED%93%A8%ED%84%B0-%ED%95%99%EC%8A%B5%EB%85%B8%ED%8A%B8-1-%EA%B8%B0%EC%B4%88-%EC%96%91%EC%9E%90-%ED%9A%8C%EB%A1%9C-b545312b5e6c

https://www.youtube.com/watch?v=m4BAyI-1g6E 

소프트웨어학부생의 양자컴퓨터 학습노트 — 1. 기초 양자 회로

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