イオントラップ型量子コンピュータ
CNOT(制御NOT)ゲートと回転の組み合わせにより任意の量子ゲートを構成できることが知られているため、 CNOTゲートは量子計算にとって重要な構成要素である。イオントラップ型量子コンピュータがこの演算を実行できることが重要である。ただし、これは以下の三つの要件を満たす必要がある。
まず、トラップイオン量子コンピューターは、「任意の単一量子ビット回転」節ですでに説明した、量子ビットで任意の回転を実行できる必要がある。
CNOTの二つ目の要件は、制御された位相反転ゲートまたは制御Zゲートである(→量子論理ゲート)。 イオントラップ型量子コンピュータでは、フォノン重心の状態が制御量子ビットとして機能し、イオンの内部原子スピン状態が作用対象の量子ビットである。 フォノン量子ビットが | 1 ⟩ {\displaystyle |1\rangle } の場合に、対象の量子ビットの位相が反転する。
最後に、イオントラップ型CNOTゲートではイオン状態とフォノン状態の両方を用いるため、これら二つに作用するSWAPゲートを実装する必要がある。
他にCNOTゲートを表現する代替となる仕組みとしては、Chuangの「量子計算と量子情報」(Quantum Computation and Quantum Information)」 、およびCiracとZollerの「冷却されたイオントラップによる量子計算」(Quantum Computation with Cold_trapped Ions)に示されている方法などがある 。