14、量子计算基础：从门操作到Qiskit安装

量子计算基础：从门操作到Qiskit安装

1. 量子门基础

量子门是量子计算的基本组成部分，下面介绍几种常见的量子门及其特性。

1.1 X门

X门也被称为NOT门，它具有一个有趣的特性：连续两个X门操作等同于单位矩阵（I）。数学表示为：
[∣ѱ⟩ → XX ∣ ѱ⟩]
两个X矩阵相乘的结果为单位矩阵：
[
\begin{bmatrix}
0 & 1 \
1 & 0
\end{bmatrix}
\begin{bmatrix}
0 & 1 \
1 & 0
\end{bmatrix}
=
\begin{bmatrix}
1 & 0 \
0 & 1
\end{bmatrix}
]
X门是量子逻辑门、电路和计算中最简单的例子。

1.2 哈达玛（Hadamard）门

哈达玛门在基态上的作用定义如下：
[
H∣0⟩ = \frac{1}{\sqrt{2}}
\begin{bmatrix}
1 \
1
\end{bmatrix}
]
[
H∣1⟩ = \frac{1}{\sqrt{2}}
\begin{bmatrix}
1 \
-1
\end{bmatrix}
]
哈达玛门的矩阵表示为：
[
H = \frac{1}{\sqrt{2}}
\begi