Инфицированы будущим
При поддержке

Прогностика — наука для предсказания будущего. Философия ставит две проблемы прогнозирования (футурологии): первая — будущее не существует как объект, вторая — прогнозирование как исследование тенденций развития бытия — не есть наука. В то же время любая теория, любая форма общественного сознания предполагает размышления о будущем, без надежды на будущее нет смысла настоящего.

Архив → Квантовая телепортация

Итак, продолжим с телепортацией. Красивых картинок на этот раз вновь не будет — завтра будет неделя, как у меня дома нет инета. Но на дворе тем временем 21-й век, поэтому пишу откуда попало с нетбука =)

Буду считать, что с квантовой зацепленностью мы разобрались, если по ходу будут возникать вопросы, всегда рад ответить. Перейдём к собственно использованию чудесных свойств зацепленных частиц в наших грязных целях.

Телепортация давно будоражит наши умы, она стала неотъемлимой частью научно-фантастической литературы и фильмов. Появись она завтра, через неделю мы бы уже воспринимали её как должное. Но природа диктует свои законы, с которыми нужно считаться, в том числе и то, что передавать информацию со скоростью, превышающей скорость света невозможно. Да и вообще на квантовом уровне всё настолько хрупко, что и вовсе нельзя толком измерить объект, который хочется телепортировать.

Однако в 1993-м году группа учёных, среди которых были и Беннет с Брассардом (первая и вторая «B» в названии протокола «BB84» квантовой криптографии) показала, что телепортация возможна, при уничтожении исходного состояния. Прочитать об этом на английском можно тут, скачать оригинал статьи тут (понадобятся знания квантовой механики).

Итак, эта группа учёных предложила следующую постановку эксперимента: Алиса получает частицу (для определённости, всё тот же электрон) в неизвестном для неё состоянии |φ› = a⋅|↑› + b⋅|↓›. Её задача — сделать так, чтобы у второго наблюдателя, Боба, появился электрон именно в этом состоянии, не передавая его (электрон) напрямую. Для этого Алиса и Боб заранее получают по электрону из зацепленной пары, таким образом у Алисы на руках оказывается два электрона: А (оригинальный) и B (из зацепленной пары); а у Боба второй из зацепленной пары C.

figureB.gif

Вспоминаем, что зацепленные частицы «чувствуют» результат измерения над «коллегой», так что Алиса проводит совместное измерение над своей парой электронов (то есть измеряются параметры системы из двух частиц, не измеряя параметры отдельной частицы). Как я уже писал, если у одного электрона два базисных состояния: |↑› и |↓›, то у двух электронов уже четыре: |↑ ↑›, |↓ ↓›, |↑ ↓› и |↓ ↑›. Но, мы вольны выбрать и другие базисные состояния так же как на плоскости мы можем не зацикливаться на данных нам осях X и Y, но выбрать любые другие две. Поэтому Алиса выбирает следующий «хитрый» базис (известный, как Белловский Базис):

1/√2(|↑ ↑› + |↓ ↓›)   1/√2(|↑ ↑› - |↓ ↓›)   1/√2(|↑ ↓› + |↓ ↑›)   1/√2(|↑ ↓› - |↓ ↑›)

Именно тут срабатывает «магия зацепленности», и частица Боба оказывается в одном из четырёх состояний: a⋅|↑› ± b⋅|↓› или b⋅|↑› ± a⋅|↓›.

Как видите, одно из этих состояний уже совпадает с исходным состоянием частицы Aлисы, остальные три получаются из него поворотом системы координат на 90 градусов вокруг одной из координатных осей (за ось z выбирается та ось, проекцию на которую мы берём). Но Боб не пока не знает, в каком из состояний оказалась его частица, поэтому Алиса посылает ему два бита, результат своего измерения, Боб производит соответствующие манипуляции над своей частицей и, о чудо, она оказывается ровно в том состоянии, которое исходно получила Алиса. Так, послав два бита, Алиса фактически передала два действительных числа. Передать их по классическому каналу связи с 100%-й точностью было бы просто невозможно. Вот такие пироги.

В следующей части я расскажу о потенциальных применениях сей технологии, а так же о смежном процессе - передаче двух бит с помощью передачи одной частиц, а ещё есть квантовая псевдотелепатия, думаю, тоже интересная штука. До встречи, надеюсь, к этому моменту мне вернут доступ к Сети =)

science_it_works.png

  4

Комментарии

Очень классная статья. Нет слов. Автору от меня "пирожок". Пойду вспоминать кванты.

Спасибо, самое интересное в том, что для понимания квантовой телепортации, криптографии и принципов работы квантовых компьютеров не нужны глубокие познания в квантовой механике. Нам курс по всем этим проблемам читали через год после того, как мы отслушали кванты, когда мы всё изрядно позабыли, но особых трудностей не возникало.

Отличная статья!! Больше таких и наш клуб будет рвать всех как тигр тузиков.

Рад стараться) Материал ещёё есть, так что будут и статьи. Когда закончится материал, буду искать интересные научные статьи в сети и «очеловечивать» их. Кто-то (не Danov ли) упоминал про микроскоп без оптики, надо будет про него тоже подробно рассказать.

"получаются из него поворотом системы координат на 90 градусов вокруг одной из осей"
читается как одной из базисных осей, а нам бы наоборот вокруг той, что ортогональна |↑› и |↓›. Если я правильно понял.
и я не понял - что за совместное измерение? Дальше больше:)

Именно базисных осей, с учётом того, что за ось z выбрана ось, на которую берётся проекция спина. Собственно три варианта - три оси x, y, z. Сейчас поправлю пост, чтобы стало понятнее.

Совместное измерение — измерение, проводимое одновременно над двумя частицами. Как если измерять не скорости двух отдельных частиц, а их среднее арифметическое, не измеряя при этом каждую скорость в отдельности.

Надеюсь, хоть как-то удалось прояснить)

ну погоди, Великий морочальщик мозгов, наш разговор не окончен :)(посидел часик, вроде что-то понял, но есть вопросы - либо позже вечером, либо завтра)

Буду ждать, я тут готовлю нечто принципиально новое, если, конечно, всё выйдет =)

© 2019 Trend Club