通用閘集合（universal gate set）

想想看，在普通的數位電子電路裡，你並不需要為每一種可能的邏輯運算都準備一種不同的硬體。少數幾個基本閘——及、或、非，甚至單單一個反及（NAND）閘——連接起來，就能計算出任何函數。量子計算中的通用閘集合是同一個想法，只是上升了一層：它是一小組量子閘，只要按正確的順序施加它們，你就能搭建出任何想要的量子計算。

一個常見的通用集合是 {H, T, CNOT}——哈達瑪閘、T 閘和受控非閘。僅憑這三個，你就能近似出所需的任何量子操作。這裡的「近似」二字很要緊，但並不是缺陷：量子閘是以連續的角度旋轉量子態的，所以一個有限的工具箱無法精確命中每一種可能的操作。你要做的，是把這些閘組合起來，落到離目標任意接近的地方；而一個叫做 Solovay-Kitaev 定理的結果保證，你能高效地做到這一點——每多要求一位精度，並不需要用到多得離譜的閘。

因此，當工程師設計量子處理器時，他們不會去為成千上萬種不同的操作分別造硬體。他們只造少數幾個高品質的閘，讓它們合在一起就是通用的，然後把每個演算法都表達成從這個集合中抽取的一串序列——很像編譯器把你的程式碼轉成一串少數幾種機器指令。具體選哪幾個閘取決於硬體，但通用性的承諾都是一樣的：凡是量子電腦能算的，沒有一樣會被排除在外、搆不著。