Dalam mekanik kuantum, keterikatan ialah fenomena di mana dua atau lebih zarah disambungkan sedemikian rupa sehingga keadaan satu zarah tidak dapat diterangkan secara bebas daripada keadaan zarah yang lain, walaupun ia dipisahkan oleh jarak yang jauh. Fenomena ini telah menjadi subjek yang sangat diminati kerana sifatnya yang bukan klasik dan aplikasinya dalam pemprosesan maklumat kuantum.
Apabila kita bercakap tentang keadaan kuantum yang dipisahkan dalam superposisi mereka berhubung dengan hasil tensor, kita pada dasarnya membincangkan sama ada adalah mungkin untuk memisahkan zarah dan menerangkan keadaan mereka secara individu, secara bebas daripada satu sama lain. Untuk memahami konsep ini, kita perlu menyelidiki kerangka matematik mekanik kuantum dan formalisme produk tensor.
Dalam mekanik kuantum, keadaan sistem diterangkan oleh vektor kompleks dalam ruang Hilbert. Apabila dua sistem terjerat, keadaan bersama mereka diterangkan oleh vektor tunggal dalam ruang Hilbert komposit yang diperoleh dengan mengambil hasil tensor bagi ruang Hilbert individu sistem. Secara matematik, jika kita mempunyai dua sistem A dan B dengan keadaan |ψ⟩ dan |φ⟩ masing-masing, keadaan sambungan tidak terjerat sistem komposit diberikan oleh |Ψ⟩ = |ψ⟩ ⊗ |φ⟩.
Perkara utama yang perlu diperhatikan di sini ialah keadaan terikat |Ψ⟩ tidak boleh difaktorkan ke dalam keadaan individu untuk sistem A dan B. Ini bermakna sifat sistem individu tidak ditakrifkan dengan baik secara bebas antara satu sama lain. Keadaan terjerat mempamerkan korelasi yang lebih kuat daripada sebarang korelasi klasik dan tidak dapat dijelaskan oleh teori pembolehubah tersembunyi tempatan.
Sekarang, kembali kepada persoalan mengasingkan keadaan terjerat dalam superposisi mereka menggunakan hasil tensor, adalah penting untuk memahami bahawa keadaan terjerat itu sendiri ialah superposisi keadaan berbeza bagi sistem individu. Apabila kita melakukan pengukuran pada salah satu zarah terjerat, keadaan zarah yang lain serta-merta runtuh kepada keadaan yang pasti, walaupun kedua-dua zarah itu berjauhan. Keruntuhan serta-merta ini dikenali sebagai kuantum bukan ketempatan dan merupakan ciri keterjeratan.
Oleh itu, dalam konteks formalisme produk tensor, keadaan terjerat tidak boleh dipisahkan kepada superposisi individu untuk sistem konstituen. Jalinan berterusan walaupun zarah terjerat dipisahkan, dan mengukur satu zarah mempengaruhi keadaan zarah yang lain serta-merta. Korelasi bukan tempatan ini merupakan aspek asas keterjeratan dan membezakannya daripada korelasi klasik.
Untuk menggambarkan konsep ini, pertimbangkan contoh paradoks EPR (Einstein-Podolsky-Rosen) yang terkenal, di mana dua zarah terjerat disediakan dalam keadaan sedemikian sehingga putaran mereka berkorelasi. Apabila putaran satu zarah diukur sepanjang arah tertentu, putaran zarah lain ditentukan serta-merta, tanpa mengira jarak antara mereka. Korelasi serta-merta ini menentang gerak hati klasik dan menyerlahkan sifat jalinan bukan tempatan.
Keadaan terjerat kuantum tidak boleh dipisahkan dalam superposisi mereka berkenaan dengan hasil tensor. Keadaan terjerat sistem komposit ialah keadaan tidak boleh difaktorkan yang mempamerkan korelasi bukan setempat antara zarah terjerat. Korelasi bukan tempatan ini merupakan ciri asas keterikatan dan memainkan peranan penting dalam pelbagai tugas pemprosesan maklumat kuantum.
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)