Hadamardporteja

Hadamardporteja ovat kvanttibittien (qubitien) portteja, jotka toteuttavat Hadamardin transformaation. Portti muuntaa Z-pohjaisen tilan X-pohjaiseksi ja luo tilan superposition. Yksinkertainen esimerkki on, että H|0> = (|0>+|1>)/√2 ja H|1> = (|0>-|1>)/√2. Hadamardin portti on yleisesti käytetty aloitusportti monissa kvanttitoteutuksissa.

Matemaattisesti hadamardin portti on yksikertainen ja Hermirinen kokoonpano, joten sen neliö on identiteetti (H^† = H ja H^2 = I). Sen matriisi on 1/√2 [[1, 1], [1, -1]]. Portti muuttaa Pauli-matriisit siten, että H X H = Z ja H Z H = X. Tämä tarkoittaa, että portti vastaa basismuunnosta Z- ja X-piirien välillä.

Käyttö ja merkitys: Hadamard-portteja käytetään laajalti superpositionin luomiseen sekä Z- että X-pohjaisten mittausten suorittamiseen tarvittavien tilojen valmisteluun. Ne ovat keskeinen osa monia kvanttialgoritmeja, kuten Groverin hakualgoritmia, ja ne kuuluvat Clifford-porteihin. Yksi Hadamardin portti ei riitä kattavaan universaaliin laskentaan; täydelliseen yksiköihin rotaatioihin tarvitaan lisäksi muita portteja (esimerkiksi T-portti).

Toteutus: käytännössä Hadamardin portti voidaan toteuttaa eri kvanttipohjaisilla alustoilla, kuten suprakoskenteisten (superconducting) qubitien, trapattu-ionien tai fotoniikan järjestelmien kautta. Portin fysikaalinen toteutus vaihtelee yhdistettävien laitteistojen mukaan, mutta matemaattinen vaikutus ja käyttö ovat säilyneitä.