Квантовый ликбез 21-1. Квантовая телепортация - о чём речь?
Предыдущие посты
В фантастике телепортация обосновалось давно и прочно. Под ней обычно подразумевают перемещение предмета способом: "тут пропал, там возник", без движения через какие-либо промежуточные точки между "тут" и "там". Квантовая телепортация именно так и работает: тут пропало, там возникло. Но, внимание: речь не о телепортации материального предмета, а о телепортации его квантового состояния.
В самом общем виде дело обстоит так. Есть два квантовых объекта, условно: источник и приёмник. Исходно источник пребывает в некоем квантовом состоянии |𝛙〉. По окончании акта телепортации состоянием |𝛙〉 обладает уже приёмник. Источник при этом переходит в другое состояние, конкретно - в одно из базисных состояний. При этом сами объекты - носители состояния, никуда не перемещаются.
По результату действия всё это очень похоже на банальную передачу информации от одного носителя к другому, в этом ничего фантастического нет. Но по принципу действия - это совсем другое. Обычная передача информации от источника к приёмнику требует промежуточного физического носителя: бумаги, электронов в кабеле, радиоволн и так далее. И сам процесс передачи - это обычное классическое движение промежуточного носителя между источником и приёмником, последовательно через все точки канала связи. Для квантовой телепортации не требуется промежуточных носителей и каналов связи, квантовое состояние |𝛙〉 буквально исчезает «тут», где источник, и появляется «там», где приёмник.
По последнему утверждению маленькое уточнение: классическая связь для осуществления квантовой телепортации всё же требуется. Но по традиционному каналу связи передаётся не само квантовое состояние, а лишь куцые инструкции о том, что нужно проделать с приёмником, чтобы акт телепортации состоялся. Могу такую аналогию привести. Допустим, Вася владеет китайским языком, а Петя - нет. Вася хочет передать свои знания Пете. Но, вместо того, чтобы учить Петю китайскому, Вася говорит ему: один раз присядь, два раза подпрыгни и трижды плюнь через левое плечо. То есть, сообщает по обычному каналу связи те самые «куцые инструкции». После того, как Петя всё это проделывает, васины знания китайского каким-то мистическим образом передаются Пете. Правда, сам Вася после этого китайский забывает. Таким образом то, что раньше было состоянием Васи, теперь становится состоянием Пети. Вот примерно также действует квантовая телепортация - обыкновенное квантовое чудо.
В принципе, телепортировать можно квантовые состояния любой сложности. Но мы ограничимся описанием телепортации простейшего бинарного квантового состояния между кубитами.
Продолжение
В фантастике телепортация обосновалось давно и прочно. Под ней обычно подразумевают перемещение предмета способом: "тут пропал, там возник", без движения через какие-либо промежуточные точки между "тут" и "там". Квантовая телепортация именно так и работает: тут пропало, там возникло. Но, внимание: речь не о телепортации материального предмета, а о телепортации его квантового состояния.
В самом общем виде дело обстоит так. Есть два квантовых объекта, условно: источник и приёмник. Исходно источник пребывает в некоем квантовом состоянии |𝛙〉. По окончании акта телепортации состоянием |𝛙〉 обладает уже приёмник. Источник при этом переходит в другое состояние, конкретно - в одно из базисных состояний. При этом сами объекты - носители состояния, никуда не перемещаются.
По результату действия всё это очень похоже на банальную передачу информации от одного носителя к другому, в этом ничего фантастического нет. Но по принципу действия - это совсем другое. Обычная передача информации от источника к приёмнику требует промежуточного физического носителя: бумаги, электронов в кабеле, радиоволн и так далее. И сам процесс передачи - это обычное классическое движение промежуточного носителя между источником и приёмником, последовательно через все точки канала связи. Для квантовой телепортации не требуется промежуточных носителей и каналов связи, квантовое состояние |𝛙〉 буквально исчезает «тут», где источник, и появляется «там», где приёмник.
По последнему утверждению маленькое уточнение: классическая связь для осуществления квантовой телепортации всё же требуется. Но по традиционному каналу связи передаётся не само квантовое состояние, а лишь куцые инструкции о том, что нужно проделать с приёмником, чтобы акт телепортации состоялся. Могу такую аналогию привести. Допустим, Вася владеет китайским языком, а Петя - нет. Вася хочет передать свои знания Пете. Но, вместо того, чтобы учить Петю китайскому, Вася говорит ему: один раз присядь, два раза подпрыгни и трижды плюнь через левое плечо. То есть, сообщает по обычному каналу связи те самые «куцые инструкции». После того, как Петя всё это проделывает, васины знания китайского каким-то мистическим образом передаются Пете. Правда, сам Вася после этого китайский забывает. Таким образом то, что раньше было состоянием Васи, теперь становится состоянием Пети. Вот примерно также действует квантовая телепортация - обыкновенное квантовое чудо.
В принципе, телепортировать можно квантовые состояния любой сложности. Но мы ограничимся описанием телепортации простейшего бинарного квантового состояния между кубитами.
Продолжение