Válvula Toffoli

La puerta Toffoli (CCNOT) es una puerta reversible universal controlada con tres entradas y salidas, propuesta por Thomas Toffoli en 1980 [1] . Se ha comprobado que usando solo esta puerta se puede construir cualquier circuito lógico reversible , como una unidad aritmética o un procesador. También es una puerta cuántica popular en la construcción de circuitos reversibles en computadoras cuánticas .

La válvula Toffoli es similar en principio a la CNOT . Tiene tres entradas y tres salidas, si las dos primeras entradas son iguales a uno, entonces se invierte el valor del último bit. De lo contrario, todas las entradas se alimentan a la salida sin cambios. La tabla de verdad y la matriz para CCNOT se ven así:

mesa de la verdad Transformar matriz
APORTE SALIDA
 0   0   0   0   0   0 
0 0 una 0 0 una
0 una 0 0 una 0
0 una una 0 una una
una 0 0 una 0 0
una 0 una una 0 una
una una 0 una una una
una una una una una 0

Probemos que la válvula es universal. Si descomponemos la puerta cuántica de Toffoli en operaciones booleanas simples, podemos ver que el primer y el segundo qubit son siempre iguales en la entrada y la salida, y el tercer qubit en la salida tiene la forma C = C XOR (A Y B) , donde A, B y C son entradas y salidas de válvulas. Se puede observar que la compuerta es universal, ya que realiza cualquiera de las operaciones ( NOT , AND , XOR y FANOUT ) dependiendo de los valores de entrada.

Hay otra puerta de tres vías reversible universal muy conocida: la puerta de Fredkin , CSWAP [1] .

Notas

  1. ↑ 1 2 Informe técnico MIT/LCS/TM-151 Archivado el 4 de enero de 2015 en Wayback Machine (1980) y variante: Toffoli, Tommaso (1980). JW de Bakker y J. van Leeuwen , ed. Computación reversible . Autómatas, Lenguajes y Programación, Séptimo Coloquio. Noordwijkerhout, Países Bajos: Springer Verlag. páginas. 632–644. DOI : 10.1007/3-540-10003-2_104 . ISBN  3-540-10003-2 . Parámetros |author=y |last=duplicados entre sí ( ayuda )

Literatura