Тут можуть водитися квантові тигри

Можна скласти карту областей, в яких фахівці з квантової інформатики проводять свої дослідження (рис. 16). Один із шляхів заповнити прогалини між простим і складним – розробка всеосяжної теорії сцепленности, аналогічної теорії енергії в класичній термодинаміці.

Окремі кубіти цікаві, але при об’єднанні кількох кубітів виникають ще більш вражаючі особливості поведінки. Головна риса квантової теорії інформації – уявлення про те, що два і більше квантових об’єкта можуть мати зчеплені (пов’язані між собою) стану. Властивості таких станів принципово відрізняються від усього відомого в класичній фізиці. Це зовсім новий вид фізичного ресурсу, який можна використовувати для постановки цікавих завдань.
Зчеплені об’єкти пов’язані між собою незалежно від того, як далеко один від одного вони розташовані, – відстань ні в найменшій мірі не послаблює сцепленности. Якщо якийсь об’єкт зчеплений з іншими, вимірювання його стану одночасно дає відомості про його партнерах. Можна помилково припустити, що зчепленість можна використовувати для передачі сигналів зі швидкістю, більшою за швидкість світла, всупереч постулату теорії відносності. Однак цьому перешкоджає імовірнісна природа квантової механіки.
На початку 90-х рр. думка про те, що зчепленість лежить поза колом питань класичної фізики, змусила дослідників задуматися: чи допоможе зчепленість по-новому вирішувати завдання обробки інформації? Відповідь однозначна – так. У 1991 р Артур Екерт (Artur K. Ekert) з Кембріджського університету придумав, як застосувати зчепленість для передачі криптографічних ключів, що не піддаються перехоплення. У 1992 р Чарльз Беннет (Charles H. Bennett) з IBM і Стівен Віснер (Stephen Wiesner) з Тель-Авівського університету показали, що зчепленість можна використовувати при пересиланні класичної інформації (процес, названий надщільним кодуванням, при якому два біти переносяться часткою, яка повинна б передавати тільки один біт). У 1993 р група дослідників запропонувала спосіб телепортації квантового стану з одного місця в інше за допомогою сцепленности. Потім хлинули різні пропозиції щодо практичного використання властивостей сцепленности.
Наприклад: якби гральні кістки були “зчеплені”, як квантові частинки, то кожна пара показувала б однаковий результат, навіть якщо б їх кидали на відстані в світлові роки або навіть в різний час.

Стандартний е-біт. Коли два кубіта зчеплені між собою, вони позбавлені індивідуальних квантових станів. Замість цього з’являється залежність між ними. Наприклад, для одного типу максимально зчепленої пари кубіти при вимірюванні дають протилежні результати. Якщо один дає 0, то інший – 1, і навпаки. Максимально сцепленная пара несе один е-біт сцепленности.

Квантова телепортація. Якщо у Аліси і Боба є один е-біт на двох, вони можуть телепортувати один кубіт. Після телепортації цей е-біт вже не буде спільним.
Якщо Боб телепортирует Алісі учасника (b) зчепленої пари, то зчепленість з його вихідним партнером (c) переноситься на частку Аліси (a). Однак Аліса і Боб не можуть використовувати телепортацію для збільшення запасу загальних е-бітів.


1 Star2 Stars3 Stars4 Stars5 Stars (1 votes, average: 5.00 out of 5)

Тут можуть водитися квантові тигри