星宇飄零2099
你說的泡利X門應該指泡利矩陣中的σx，如圖，最上面這個2x2矩陣，兩個對角元都是0，兩個非對角元都是1。
這個可以說是最簡單的量子邏輯門了，如圖經典邏輯門中的“非”門，對比特{0,1}操作時，把0變成1，把1變成0。不過量子邏輯門操作的是量子比特，也就是把|0>和|1>的疊加態翻轉一下，即|0>和|1>互換一下。從表示量子比特的Bloch球來看，就是球面上的點做一個相對球心的對稱變換，也就是從球的某個直徑的一個端點到另一個端點。
用電子自旋做量子比特的話，定義自旋向上為1，自旋向下為0，那麼泡利X門就是物理上翻轉這個自旋。我想到兩種可行方法，一種是直接反轉磁場。因為粒子的自旋需要配合一個外界磁場來定義自旋方向，磁場反向就代表自旋方向反向。不過實際磁場翻轉不夠快，而且磁場範圍內所有電子自旋都跟著反向，不具備分別操作的條件。還有一種方法是把電子囚禁住，讓自旋向上和自旋向下之間有一個能量差，這樣就可以用微波或者激光來操縱單個電子，起到泡利X門功能。
當然控制單個電子不太現實，不過大自然已經提供了一種可以單獨控制的粒子，那就是鹼土元素的+1價的離子，其最外層電子的兩個自旋態和軌道角動量耦合出的能級差較大，於是就可以把離子一個個囚禁在離子阱裡面，彼此相聚較遠，可以用激光對每個離子單獨控制，這就是離子阱量子計算的方法。
九維空間
用磁場來控制的，x門是顛倒自旋方向，例如在z軸方向上去反轉電子的上下自旋方向，可以採用的辦法是加一個水平的磁場，例如在x軸方向上加磁場，這樣自旋磁矩就會繞著x軸做進動，當進動半圈後，z軸上的自旋方向就完成了上下顛倒。所以關鍵還是磁場的時間控制，準確控制完成半圈進動後撤掉磁場，一般是用脈衝磁場來完成，脈衝時間間隔是進動半圈的時間。
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