Pauli-Gatter
Die drei grundlegenden Einzelqubit-Operationen X, Y und Z — Halbdrehungen um ihre jeweilige Achse auf der Blochkugel.
X ist das NOT der Quantenwelt: Es vertauscht Null und Eins. Z lässt die Wahrscheinlichkeiten unberührt, kehrt aber das Vorzeichen der Phase um — bei der Messung eines einzelnen Qubits unsichtbar, aber entscheidend bei Interferenz. Y ist die Kombination aus beidem.
Die Gatter sind nach Wolfgang Pauli benannt, dessen Matrizen aus den 1920er-Jahren den Elektronenspin beschreiben. Neben ihrer Rolle als algorithmische Bausteine sind sie auch die Sprache, in der man Fehler beschreibt: Jeder Fehler auf einem Qubit lässt sich als Bitflip, Phasenflip oder beides ausdrücken. Diese Erkenntnis macht Quantenfehlerkorrektur erst möglich, obwohl die Fehler eigentlich kontinuierlich sind.