Les portes quantiques à trois qubits en entrée

1. Porte TOF (CCNOT) Porte:TOF CCNOT

La porte TOF, de son nom complet porte de Toffoli, a été conçue en 1980 par le scientifique italien Tommaso Toffoli. Elle consiste en une porte quantique prenant trois bits quantiques en entrée. On lui donne parfois le nom de « CCNOT » comme Controlled controlled NOT.

Controlled controlled NOT s’entend ainsi : un premier qubit de contrôle, contrôle un second qubit de contrôle qui lui-même contrôle le troisième qubit, le bit quantique cible.

Exprimé autrement, si les deux premiers qubits sont respectivement égaux à images/eq57.PNG alors la porte NOT (la porte de Pauli-X) est appliquée au troisième bit quantique d’entrée.
On a trois qubits en entrée, on a donc une matrice carrée de dimension images/eq129.PNG :
  • images/eq130.PNG

Le schéma associé est sans surprise le suivant :

images/07DP10.png

Illustration 10 : représentation de la porte TOF (CCNOT)

2. Porte Fredkin (CSWAP) Porte:Fredkin CSWAP

La porte Fredkin est, elle aussi, une porte à trois qubits d’entrée. Elle porte le nom du physicien américain Edward Fredkin. Elle est parfois surnommée « CSWAP », c’est-à-dire controlled swap ; on ajoute donc un qubit de contrôle à une porte SWAP telle qu’étudiée précédemment.

  • images/eq131.PNG

Le schéma de la porte CSWAP est le suivant :

images/07DP11.png

Illustration...

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