Boolean quantum logic operations

Authors

  • Mykola Budnyk д. т. н., г. н. с., Інститут кібернетики ім. В.М. Глушкова НАН України, просп. Академіка Глушкова, 40, 03680, Київ; д. т. н., професор, ННІ високих технологій, Київський національний університет імені Тараса Шевченка, просп. Академіка Глушкова, 4Г, 03680; д. т. н., професор, кафедра комп’ютерних наук, Сумський державний університет, вул. Римського-Корсакова, 2, 40007, Суми

Keywords:

квантові обчислення, логічні операції, булева алгебра

Abstract

The paper proposes generalization of Boolean logic operations intended for quantum computing. It is shown that the basic set of Boolean one-qubit operations contains 6 ones and has 2 variants of sets of 4 operations. 9 unary quantum operations are proposed in addition to 7 classical ones (equivalence, OR, XOR, AND, NOR, NAND, implication). As a result, a complete set of 16 one-qubit operations was obtained, which provides 164 = 65 thousand 536 binary (two-qubit) logical operations that corresponds to the number of base states of a 16-qubit quantum processor. Large  number of operations will allow increase performance of computing in digital simulators of quantum processors from the viewpoint of computing parallelism and reducing the program cod.

References

Wolf E.L. Quantum Nanoelectronics: An Introduction to Electronic Nanotechnology and Quantum Computing. – Wiley. – 2009. – 472 р.

Voitovych I.D., Korsunskyi V.M. Perspectyvy kvantovykh obchyslen z vykorystanniam nadprovidnosti // Matematychni mashyny i systemy. – 2008. – No. 4. – P. 23–56

Budnyk M.M., Bauzha O.S., Voitovych I.D., Korsunskyi V.M. Vstup do kvantovykh obchyslen ta kvantovykh kompiuteriv: navchalnyi posibnyk. – Kyiv: Interservis, 2014. – 95 p.

Published

2023-06-13

How to Cite

Budnyk, M. (2023). Boolean quantum logic operations. PHYSICO-MATHEMATICAL MODELLING AND INFORMATIONAL TECHNOLOGIES, (36), 38–42. Retrieved from https://fmmit.lviv.ua/index.php/fmmit/article/view/272