I en sammenfiltret tilstand på to qubits vil resultatet af målingen af den første qubit påvirke resultatet af målingen af den anden qubit?
Inden for kvantemekanikkens område, især i forbindelse med kvanteinformationsteori, er sammenfiltring et fænomen, der ligger i hjertet af mange kvanteprotokoller og applikationer. Når to qubits er sammenfiltret, er deres kvantetilstande iboende forbundet på en måde, som klassiske systemer ikke kan replikere. Denne sammenfiltring fører til en situation, hvor egenskaberne af en qubit er korreleret med egenskaberne for den anden qubit, uanset den fysiske afstand mellem dem.
I en sammenfiltret tilstand på to qubits kan resultatet af målingen af en qubit faktisk påvirke resultatet af målingen af den anden qubit. Dette fænomen, kendt som kvanteforviklinger, er en hjørnesten i kvanteinformationsteorien og er blevet eksperimentelt verificeret gennem forskellige kvanteoptikker og kvanteberegningseksperimenter.
For at forstå dette koncept bedre, lad os overveje et specifikt eksempel, der involverer et par sammenfiltrede qubits i en tilstand kendt som en klokketilstand. En af de mest berømte Bell-stater er den maksimalt sammenfiltrede tilstand:
|Ψ⟩ = (|00⟩ + |11⟩)/√2
I denne tilstand, hvis vi måler den første qubit til at være i tilstanden |0⟩, vil den anden qubit også kollapse i tilstanden |0⟩. Omvendt, hvis vi måler den første qubit til at være i tilstanden |1⟩, vil den anden qubit kollapse til tilstanden |1⟩. Denne øjeblikkelige korrelation mellem måleresultaterne af de to qubits, uanset afstanden, der adskiller dem, er et kendetegn for sammenfiltring.
Denne adfærd står i skarp kontrast til klassiske systemer, hvor målinger på et system ikke øjeblikkeligt påvirker målinger på et andet system. I kvanteområdet er måleresultaterne af en qubit på grund af sammenfiltring sammenflettet med måleresultaterne af den anden qubit, hvilket viser kvantemekanikkens ikke-lokale og iboende probabilistiske natur.
Desuden er det vigtigt at bemærke, at sammenfiltring er en skrøbelig ressource, der let kan forstyrres af interaktioner med miljøet, et fænomen kendt som dekohærens. Dekohærens kan bryde sammenfiltringen mellem qubits, hvilket fører til tab af kvantekorrelationer, der er vigtige for mange kvanteinformationsbehandlingsopgaver.
I en sammenfiltret tilstand på to qubits kan resultatet af målingen af en qubit faktisk påvirke resultatet af målingen af den anden qubit på grund af de ikke-lokale korrelationer etableret gennem entanglement. Denne egenskab ved sammenfiltring danner grundlaget for forskellige kvanteinformationsbehandlingsopgaver såsom kvanteteleportation, kvantekryptografi og kvanteberegning.
Andre seneste spørgsmål og svar vedr EITC/QI/QIF Quantum Information Fundamentals:
- Hvad var dobbeltspalteeksperimentets historie, og hvordan hænger det sammen med bølgemekanik og kvantemekanikkens udvikling?
- Er amplituder af kvantetilstande altid reelle tal?
- Hvordan fungerer quantum negation gate (quantum NOT eller Pauli-X gate)?
- Hvorfor er Hadamard-porten selvvendbar?
- Hvis du måler den første qubit af Bell-tilstanden i en bestemt basis og derefter måler den anden qubit i en basis roteret med en bestemt vinkel theta, er sandsynligheden for, at du opnår projektion til den tilsvarende vektor, lig med kvadratet af sinus af theta?
- Hvor mange stykker af klassisk information ville være nødvendige for at beskrive tilstanden af en vilkårlig qubit-superposition?
- Hvor mange dimensioner har et rum på 3 qubits?
- Vil målingen af en qubit ødelægge dens kvantesuperposition?
- Kan kvanteporte have flere input end output på samme måde som klassiske porte?
- Inkluderer den universelle familie af kvanteporte CNOT-porten og Hadamard-porten?
Se flere spørgsmål og svar i EITC/QI/QIF Quantum Information Fundamentals