În protocolul de teleportare cuantică, ce informații îi comunică Alice lui Bob?
În protocolul de teleportare cuantică, Alice îi comunică lui Bob informații specifice pentru a transfera starea cuantică a unui qubit din posesia ei la a lui. Acest proces se bazează pe fenomenul de încurcare și utilizarea circuitelor de stare Bell.
Pentru a înțelege ce informații îi comunică Alice lui Bob, trebuie mai întâi să luăm în considerare conceptul de încurcătură. Încurcarea este o proprietate fundamentală a mecanicii cuantice în care două sau mai multe particule devin corelate în așa fel încât starea unei particule nu poate fi descrisă independent de celelalte. Această corelație persistă chiar și atunci când particulele sunt separate fizic.
Protocolul de teleportare cuantică exploatează întricarea pentru a transfera starea cuantică a unui qubit de la Alice la Bob. Protocolul implică trei părți: Alice, Bob și o stare comună între ei. Starea încurcată partajată este de obicei reprezentată de o pereche de qubiți într-o stare Bell. O stare Bell este un tip specific de stare încurcată care este încurcată maxim.
Acum, să ne aprofundăm în detaliile protocolului de teleportare. Alice deține qubit-ul pe care vrea să-l teleporteze lui Bob, în timp ce Bob are o pereche de qubiți încurcați. Protocolul decurge astfel:
1. Alice și Bob împart o pereche de qubiți încâlciți, de obicei într-o stare Bell. Această pereche încâlcită este creată în prealabil și împărtășită între ei.
2. Alice efectuează o măsurătoare comună asupra qubitului pe care dorește să se teleporteze și a propriului qubit din perechea încurcată. Această măsurare comună este efectuată folosind un circuit de stare Bell, care este un circuit cuantic specific care poate determina corelația dintre cei doi qubiți.
3. După măsurarea comună, Alice obține doi biți clasici de informații ca rezultat al măsurării. Acești doi biți reprezintă rezultatul măsurării și oferă informații despre starea qubitului pe care dorește să-l teleporteze.
4. Alice îi comunică lui Bob cele două biți clasice de informație folosind un canal de comunicare clasic. Această comunicare nu încalcă principiile mecanicii cuantice, deoarece transferă doar informații clasice.
5. La primirea celor doi biți clasici de la Alice, Bob aplică un set specific de operații cuantice pe qubit-ul său din perechea încurcată partajată. Aceste operațiuni depind de biții clasici primiți de la Alice și sunt aleși pentru a reconstrui starea cuantică inițială a qubitului teleportat.
6. După aplicarea operațiilor cuantice, qubit-ul lui Bob posedă acum aceeași stare cuantică ca și qubit-ul original pe care Alice dorea să-l teleporteze. Procesul de teleportare este finalizat.
Este important de reținut că în timpul procesului de teleportare, qubit-ul original deținut de Alice este distrus. Informațiile despre starea sa sunt transferate la qubit-ul lui Bob fără nicio mișcare fizică a qubitului în sine. Acesta este motivul pentru care protocolul se numește „teleportare cuantică”.
În protocolul de teleportare cuantică, Alice îi comunică lui Bob două biți clasice de informații. Acești biți reprezintă rezultatul unei măsurători comune efectuate de Alice pe qubit-ul pe care dorește să-l teleporteze și propriul ei qubit din perechea încurcată partajată. Bob folosește apoi această informație clasică pentru a aplica operațiile cuantice necesare pe qubit-ul său pentru a reconstrui starea cuantică inițială.
Alte întrebări și răspunsuri recente cu privire la Circuitul de stare Bell:
- Dacă măsurați primul qubit al stării Bell într-o anumită bază și apoi măsurați al doilea qubit într-o bază rotită cu un anumit unghi teta, probabilitatea de a obține proiecția către vectorul corespunzător este egală cu pătratul sinusului lui teta?
- Cum este încălcarea inegalității Bell cu întanglementul cuantic?
- Care este semnificația măsurării în baza plus/minus în a doua etapă a protocolului de teleportare cuantică?
- Cum alege Alice ce poartă cuantică să aplice qubit-ului lui Bob în protocolul de teleportare cuantică?
- Cum se bazează protocolul de teleportare cuantică pe încurcare?
- Care este scopul protocolului de teleportare cuantică?