┌───┐ ┌───┐ ┌───┐ ┌───┐ ┌───┐
q_0: ┤ X ├─────┤ X ├─────┤ H ├─────┤ X ├─────┤ Z ├─────┤M├
└───┘ └─┬─┘ └───┘ └─┬─┘ └─┬─┘ └╥┘
q_1: ────────────┼─────────┼─────────┼─────────┼─────────╫─
│ │ │ │ ║
q_2: ────────────┼─────────┼─────────┼─────────┼─────────╫─
│ │ │ │ ║
┌───┐ ┌─┴─┐ ┌─┴─┐ ┌─┴─┐ ┌─┴─┐ ║
q_1: ┤ H ├─────┤ X ├─────┤ X ├─────┤ X ├─────┤ X ├─────╫─
└───┘ └───┘ └───┘ └───┘ └───┘ ║
║
q_2: ────────────┼─────────┼─────────┼─────────┼─────────╫─
│ │ │ │ ║
┌───┐ ┌─┴─┐ ┌─┴─┐ ┌─┴─┐ ┌─┴─┐ ║
q_2: ┤ H ├─────┤ X ├─────┤ X ├─────┤ X ├─────┤ X ├─────╫─
└───┘ └───┘ └───┘ └───┘ └───┘ ║
║
c: 3/═══════════════════════════════════════════════════╩═
0
q_0: ┤ X ├ (only if input = 1)
└───┘
q_1: ─────
q_2: ─────
- Purpose: Prepare qubit 0 in the desired state (|0⟩ or |1⟩)
- Action: Apply X gate if input is 1, otherwise leave as |0⟩
- Result: |ψ⟩₀ = α|0⟩₀ + β|1⟩₀
q_0: ─────
q_1: ┤ H ├──┐
└───┘ │
q_2: ───────┼──
│
q_1: ───────┼──
│
q_2: ───────┼──
│
┌──────┴──┐
q_1: ┤ ├
└─────────┘
q_2: ┤ X ├
└─────────┘
- Purpose: Create entanglement between qubits 1 and 2
- Action: H gate on qubit 1, then CX(1,2)
- Result: |Φ⁺⟩₁₂ = (|00⟩₁₂ + |11⟩₁₂)/√2
q_0: ─────┐
│
q_1: ─────┼──┐
│ │
q_0: ┤ X ├──┼──┐
└───┘ │ │
q_1: ───────┼──┼──┐
│ │ │
q_0: ┤ H ├──┼──┼──┐
└───┘ │ │ │
q_1: ───────┼──┼──┼──┐
│ │ │ │
q_0: ───────┼──┼──┼──┼──┐
│ │ │ │ │
q_1: ───────┼──┼──┼──┼──┼──┐
│ │ │ │ │ │
┌──────┴──┴──┴──┴──┴──┴──┐
q_0: ┤ ├
└────────────────────────┘
q_1: ┤ M ├
└────────────────────────┘
- Purpose: Perform Bell measurement on qubits 0 and 1
- Action: CX(0,1), then H(0), then measure both
- Result: 2 classical bits (00, 01, 10, or 11)
q_0: ─────┐
│
q_1: ─────┼──┐
│ │
q_2: ─────┼──┼──┐
│ │ │
q_1: ─────┼──┼──┼──┐
│ │ │ │
q_2: ─────┼──┼──┼──┼──┐
│ │ │ │ │
┌────┴──┴──┴──┴──┴──┐
q_1: ┤ ├
└───────────────────┘
q_2: ┤ X ├
└───────────────────┘
q_0: ─────┐
│
q_2: ─────┼──┐
│ │
┌────┴──┴──┐
q_0: ┤ ├
└──────────┘
q_2: ┤ Z ├
└──────────┘
- Purpose: Apply corrections to qubit 2 based on measurement results
- Action: CX(1,2) and CZ(0,2)
- Result: Recovered teleported state on qubit 2
q_2: ─────┐
│
┌────┴──┐
q_2: ┤ ├
└───────┘
q_2: ┤ M ├
└───────┘
- Purpose: Measure qubit 2 to recover the teleported state
- Action: Measure qubit 2
- Result: Classical bit (0 or 1) - the teleported state
Initial State: |ψ⟩₀ ⊗ |0⟩₁ ⊗ |0⟩₂
│
▼
Step 1: |ψ⟩₀ ⊗ |0⟩₁ ⊗ |0⟩₂
│
▼
Step 2: |ψ⟩₀ ⊗ |Φ⁺⟩₁₂
│
▼
Step 3: Bell measurement → Classical bits
│
▼
Step 4: Conditional operations
│
▼
Step 5: |ψ⟩₂ (teleported state)
Possible Measurement Results:
┌─────────┬─────────┬─────────┬─────────┬─────────┐
│ Outcome │ Bit 0 │ Bit 1 │ Bit 2 │ Success │
├─────────┼─────────┼─────────┼─────────┼─────────┤
│ 000 │ 0 │ 0 │ 0 │ ✅ │
│ 001 │ 0 │ 0 │ 1 │ ✅ │
│ 010 │ 0 │ 1 │ 0 │ ✅ │
│ 011 │ 0 │ 1 │ 1 │ ✅ │
│ 100 │ 1 │ 0 │ 0 │ ✅ │
│ 101 │ 1 │ 0 │ 1 │ ✅ │
│ 110 │ 1 │ 1 │ 0 │ ✅ │
│ 111 │ 1 │ 1 │ 1 │ ✅ │
└─────────┴─────────┴─────────┴─────────┴─────────┘
┌─────────────────────────────────────────────────────────────────┐
│ QUANTUM GATES │
│ │
│ ┌───┐ ┌───┐ ┌───┐ ┌───┐ │
│ │ H │ │ X │ │CX │ │ Z │ │
│ └───┘ └───┘ └───┘ └───┘ │
│ │ │ │ │ │
│ │ │ │ │ │
│ Hadamard Pauli-X CNOT Pauli-Z │
│ │ │ │ │ │
│ │ │ │ │ │
│ |0⟩→|+⟩ |0⟩→|1⟩ |00⟩→|00⟩ |0⟩→|0⟩ │
│ |1⟩→|-⟩ |1⟩→|0⟩ |01⟩→|01⟩ |1⟩→-|1⟩ │
│ |10⟩→|11⟩ │
│ |11⟩→|10⟩ │
└─────────────────────────────────────────────────────────────────┘
Bell Pair Creation:
┌─────────────────────────────────────────────────────────────────┐
│ BELL PAIR CREATION │
│ │
│ Initial: |0⟩₁ ⊗ |0⟩₂ │
│ │ │
│ ▼ │
│ H gate: (|0⟩₁ + |1⟩₁)/√2 ⊗ |0⟩₂ │
│ │ │
│ ▼ │
│ CX gate: (|00⟩₁₂ + |11⟩₁₂)/√2 = |Φ⁺⟩₁₂ │
│ │
│ ┌───┐ ┌─┴─┐ │
│ │ H ├─────┤ X ├ │
│ └───┘ └───┘ │
│ │
│ Result: Entangled Bell state |Φ⁺⟩₁₂ │
└─────────────────────────────────────────────────────────────────┘
This quantum circuit diagram shows the real quantum teleportation implementation in EntangleMe. Each step represents actual quantum operations that would be performed on real quantum hardware!