Entanglement, konsep asas dalam mekanik kuantum, memainkan peranan penting dalam pelbagai tugas pemprosesan maklumat kuantum. Persoalan sama ada kekusutan berikutan daripada struktur algebra hasil tensor adalah menarik dan berakar umbi dalam asas matematik mekanik kuantum.
Dalam mekanik kuantum, keadaan sistem kuantum komposit diterangkan oleh hasil tensor ruang keadaan subsistem individu. Sebagai contoh, jika kita mempunyai dua sistem kuantum yang diterangkan oleh ruang Hilbert ( mathcal{H}_A ) dan ( mathcal{H}_B ), sistem komposit diterangkan oleh ruang produk tensor ( mathcal{H}_{AB} = mathcal {H}_A otimes mathcal{H}_B ). Struktur produk tensor menangkap kemungkinan korelasi antara subsistem.
Keterikatan timbul apabila keadaan sistem komposit tidak boleh difaktorkan ke dalam keadaan produk subsistem individu. Secara matematik, keadaan ( kiri| psi rightrangle ) bagi sistem komposit dikatakan terjerat jika ia tidak boleh dinyatakan sebagai ( kiri| psi rightrangle = kiri| psi_A rightrangle otimes left| psi_B rightrangle ), di mana ( kiri| psi_A rightrangle ) dan ( kiri| psi_B rightrangle ) ialah keadaan bagi subsistem individu. Dalam erti kata lain, keadaan terjerat mempamerkan korelasi yang lebih kuat daripada apa yang boleh dijelaskan dengan cara klasik.
Persoalan sama ada keterjeratan berikutan daripada struktur algebra hasil darab tensor boleh ditangani dengan meneliti sifat keadaan terjerat. Satu sifat utama keadaan terjerat ialah tidak boleh dipisahkan, yang membayangkan bahawa jalinan ialah ciri yang muncul daripada struktur produk tensor sistem kuantum komposit. Ketidakbolehpisahan ini adalah akibat daripada prinsip superposisi dalam mekanik kuantum, di mana keadaan boleh wujud dalam gabungan linear keadaan asas.
Selain itu, jalinan ialah sumber yang membolehkan tugas pemprosesan maklumat kuantum seperti teleportasi kuantum, pengekodan superdense dan pengedaran kunci kuantum. Tugas-tugas ini bergantung pada korelasi bukan tempatan yang terdapat dalam keadaan terjerat, yang melampaui apa yang boleh dicapai dengan sistem klasik.
Untuk menggambarkan konsep ini, pertimbangkan keadaan Bell yang terkenal ( kiri| Phi^+ rightrangle = frac{1}{sqrt{2}} (kiri| 00 rightrangle + left| 11 rightrangle) ) dikongsi antara dua pihak yang jauh, Alice dan Bob. Keadaan ini terikat secara maksimum dan mempamerkan korelasi yang tidak dapat dijelaskan secara klasik. Dengan melakukan pengukuran pada qubit masing-masing, Alice dan Bob boleh mencapai korelasi sempurna, mempamerkan kuasa jalinan dalam protokol maklumat kuantum.
Keterikatan sememangnya merupakan akibat daripada struktur algebra hasil tensor dalam mekanik kuantum. Ketidakbolehpisahan keadaan terjerat timbul daripada formalisme produk tensor, menonjolkan ciri unik sistem kuantum yang melangkaui penerangan klasik.
Soalan dan jawapan terbaru lain mengenai Asas Maklumat Kuantum EITC/QI/QIF:
- Bagaimana get kuantum negasi (kuantum NOT atau get Pauli-X) beroperasi?
- Mengapa gerbang Hadamard boleh diterbalikkan sendiri?
- Jika mengukur qubit pertama keadaan Bell dalam asas tertentu dan kemudian mengukur qubit ke-1 dalam asas yang diputar oleh sudut tertentu theta, kebarangkalian bahawa anda akan memperoleh unjuran kepada vektor yang sepadan adalah sama dengan kuasa dua sinus theta?
- Berapa banyak bit maklumat klasik yang diperlukan untuk menerangkan keadaan superposisi qubit sewenang-wenangnya?
- Berapa banyak dimensi mempunyai ruang 3 qubit?
- Adakah ukuran qubit memusnahkan superposisi kuantumnya?
- Bolehkah gerbang kuantum mempunyai lebih banyak input daripada output sama seperti get klasik?
- Adakah keluarga universal gerbang kuantum termasuk gerbang CNOT dan gerbang Hadamard?
- Apakah eksperimen celah dua?
- Adakah memutarkan penapis polarisasi bersamaan dengan menukar asas pengukuran polarisasi foton?
Lihat lebih banyak soalan dan jawapan dalam Asas Maklumat Kuantum EITC/QI/QIF
Lebih banyak soalan dan jawapan:
- Bidang: Maklumat Kuantum
- program: Asas Maklumat Kuantum EITC/QI/QIF (pergi ke program pensijilan)
- Pelajaran: Peluang Kuantum (pergi ke pelajaran yang berkaitan)
- Topic: Ketinggalan (pergi ke topik yang berkaitan)