U protokolu kvantne teleportacije, koje informacije Alice priopćava Bobu?
U protokolu kvantne teleportacije, Alice prenosi specifične informacije Bobu kako bi prenio kvantno stanje qubita iz svog posjeda u njegov. Ovaj proces se oslanja na fenomen isprepletenosti i korištenje Bellovih krugova stanja.
Da bismo razumjeli koje informacije Alice prenosi Bobu, prvo moramo razmotriti koncept isprepletenosti. Isprepletenost je temeljno svojstvo kvantne mehanike gdje dvije ili više čestica postaju korelirane na takav način da se stanje jedne čestice ne može opisati neovisno o ostalima. Ova korelacija postoji čak i kada su čestice fizički odvojene.
Protokol kvantne teleportacije iskorištava zapetljanost za prijenos kvantnog stanja qubita s Alice na Boba. Protokol uključuje tri strane: Alice, Boba i njihovo zajedničko zapetljano stanje. Zajedničko zapetljano stanje obično je predstavljeno parom kubita u Bellovom stanju. Bellovo stanje je specifična vrsta zapetljanog stanja koje je maksimalno zapetljano.
Sada, zaronimo u detalje protokola teleportacije. Alice posjeduje qubit koji želi teleportirati Bobu, dok Bob ima zapleteni par qubita. Protokol se odvija na sljedeći način:
1. Alice i Bob dijele isprepleteni par kubita, obično u Bell stanju. Ovaj isprepleteni par stvoren je unaprijed i podijeljen između njih.
2. Alice izvodi zajedničko mjerenje na qubitu koji želi teleportirati i svom vlastitom qubitu iz zapletenog para. Ovo zajedničko mjerenje izvodi se pomoću Bellovog kruga stanja, koji je specifični kvantni krug koji može odrediti korelaciju između dva kubita.
3. Nakon zajedničkog mjerenja, Alice dobiva dva klasična bita informacije kao rezultat mjerenja. Ova dva bita predstavljaju rezultat mjerenja i daju informacije o stanju qubita koji želi teleportirati.
4. Alice priopćava dva klasična bita informacija Bobu koristeći klasični komunikacijski kanal. Ova komunikacija ne krši principe kvantne mehanike, jer samo prenosi klasične informacije.
5. Nakon što primi dva klasična bita od Alice, Bob primjenjuje određeni skup kvantnih operacija na svom qubitu iz zajedničkog zapetljanog para. Ove operacije ovise o klasičnim bitovima primljenim od Alice i odabrane su za rekonstrukciju izvornog kvantnog stanja teleportiranog qubita.
6. Nakon primjene kvantnih operacija, Bobov qubit sada posjeduje isto kvantno stanje kao izvorni qubit koji je Alice htjela teleportirati. Proces teleportacije je završen.
Važno je napomenuti da je tijekom procesa teleportacije izvorni qubit koji drži Alice uništen. Informacije o njegovom stanju prenose se na Bobov kubit bez ikakvog fizičkog pomicanja samog kubita. Zbog toga se protokol naziva "kvantna teleportacija".
U protokolu kvantne teleportacije, Alice priopćava Bobu dva klasična bita informacija. Ovi bitovi predstavljaju rezultat zajedničkog mjerenja koje je izvršila Alice na qubitu koji želi teleportirati i njezinom vlastitom qubitu iz zajedničkog zapletenog para. Bob zatim koristi ove klasične informacije kako bi primijenio potrebne kvantne operacije na svom qubitu kako bi rekonstruirao izvorno kvantno stanje.
Ostala nedavna pitanja i odgovori u vezi Krug stanja zvona:
- Ako izmjerite prvi kubit Bellovog stanja u određenoj bazi, a zatim izmjerite drugi kubit u bazi rotiranoj za određeni kut theta, vjerojatnost da ćete dobiti projekciju na odgovarajući vektor jednaka je kvadratu sinusa theta?
- Kako je kršenje Bellove nejednakosti povezano s kvantnom isprepletenošću?
- Kakvo je značenje mjerenja u plus/minus bazi u drugom koraku protokola kvantne teleportacije?
- Kako Alice odabire koja će kvantna vrata primijeniti na Bobov qubit u protokolu kvantne teleportacije?
- Kako se protokol kvantne teleportacije oslanja na isprepletenost?
- Koja je svrha protokola kvantne teleportacije?