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Hadamard-Gatter

Das H-Gatter — erzeugt aus einem Basiszustand eine gleichmäßige Superposition von |0⟩ und |1⟩.

Das Hadamard-Gatter (H) ist eines der grundlegendsten Quantengatter. Es bildet |0⟩ → (|0⟩ + |1⟩)/√2 (den Zustand |+⟩) und |1⟩ → (|0⟩ − |1⟩)/√2 (den Zustand |−⟩) ab. Zweimal angewendet kehrt es zum ursprünglichen Zustand zurück (H² = I). Das Hadamard-Gatter ist selbstinvers und unitär. In Matrixform: H = (1/√2) [[1,1],[1,−1]]. Es wird zu Beginn der meisten Quantenalgorithmen verwendet, um Superpositionen zu erzeugen. Das Anwenden von H auf alle n Qubits im Zustand |0...0⟩ erzeugt gleichzeitig eine gleichmäßige Superposition über alle 2ⁿ Basiszustände — den Ausgangspunkt für Algorithmen wie Grovers Suche. In Begriffen der Bloch-Kugel dreht H den Bloch-Vektor um 180° um die Achse, die genau zwischen X und Z liegt.