Վիքիպեդիա

«Քվանտային տելեպորտացիա»–ի խմբագրումների տարբերություն

Դիտել պատմությունը
← Նախորդ տարբՀաջորդ տարբ →
Content deleted Content added
ՎիզուալԵլատեքստ
չ մանր-մունր, փոխարինվեց: : → ։ (23), →
No edit summary
Տող 1.
'''Քվանտային տելեպորտացիա''', պրոցես, որի ընթացքում որևէ քվանտային համակարգի վիճակը(օրինակ` ատոմի ներքին քվանտային վիճակը, ֆոտոնի բևեռացման վիճակը, և այլն) կարող է տեղափոխվել այլ վայր(այլ վայրում գտնվող նմանատիպ քվանտային համակարգը կարող է հայտնվել նույն վիճակում, ինչ սկզբնական համակարգն էր)` դասական [[Կապի հաղորդման ուղի|կապի կանալի]] և երկու վայրերի միջև նախօրոք բաժանված [[Խճճված քվանտային վիճակ |խճճված]] քվանտային օբյեկտների օգնությամբ: Քվանտային տելեպորտացիայի վերջնական արդյունքը կախված է վիճակի տեղափոխման կետերի միջև դասական ինֆորմացիայի փոխանակումից, հետևաբար այս պրոցեսի ընթացքում չի կարող լինել քվանտային վիճակի ակնթարթային` լույսի արագությունից մեծ արագությամբ, տեղափոխում։տեղափոխում: Այսպիսով քվանտային տելեպորտացիայի երևույթը չի խախտում [[Հարաբերականության հատուկ տեսություն|հարաբերականության տեսության]] սկզբունքները։սկզբունքները: Մյուս ուշագրավ հանգամանքն այն է, որ քվանտային տելեպորտացիան չի խախտում [[Քվանտային կլոնավորում|քվանտային կլոնավորման]] անհնարինության մասին թեորեմը. տելեպորտացիայի արդյունքում մի ուրիշ համակարգ հայտնվում է այն վիճակում, որում սկզբնական համակարգն էր, սակայն սկզբնական համակարգի վիճակն այդ պրոցեսի ընթացքում քանդվում է։է:
 
Տելեպորտացիա բառի կիրառումն այս երևույթը նկարագրելու համար երբեմն կարող է շփոթություն առաջացնել, քանի որ շատ հաճախ տելեպորտացիա երևույթն ընկալվում է որպես ինֆորմացիայի ակնթարթային տեղափոխում տարածության մի կետից մյուսը, սակայն քվանտային տելեպորտացիան չի պարունակում լույսի արագությունից մեծ արագություններով ինֆորմացիայի տեղափոխում։տեղափոխում: Քանի որ տելեպորտացիա բառի բովանդակությունը երբեմն ասոցացվում է նաև նյութի ակնթարթային տեղափոխման հետ, քվանտային տելեպորտացիայի երևույթը երբեմն ստանում է հետևյալ սխալ մեկնաբանությունը` «քվանտային տելեպորտացիայի արդյունքում քվանտային համակարգը մի տեղից ակնթարթորեն տեղափոխվում է մեկ այլ տեղ»։:
 
== Քվանտային տելեպորտացիայի պատմություն ==▼
 
▲== Քվանտային տելեպորտացիայի պատմություն ==
Քվանտային տելեպորտացիայի գաղափարն առաջին անգամ առաջարկվել է 1993 թվականի` Չ. Հ. Բեննետտի({{lang-en|C. H. Bennett}}), Գ. Բրասսարդի({{lang-en|G. Brassard}}), Կ. Կրեպեաուի({{lang-en|C. Crépeau}}), Ռ. Ջոզսայի({{lang-en|R. Jozsa}}), Ա. Պերեսի({{lang-en|A. Peres}}) և Ու. Ութերսի({{lang-en|W. K. Wootters}}) կողմից<ref>[[Charles H. Bennett (computer scientist)|C. H. Bennett]], [[Gilles Brassard|G. Brassard]], [[Claude Crépeau|C. Crépeau]], [[Richard Jozsa|R. Jozsa]], [[Asher Peres|A. Peres]], [[William Wootters|W. K. Wootters]], ''Teleporting an Unknown Quantum State via Dual Classical and Einstein–Podolsky–Rosen Channels'', [[Phys. Rev. Lett.]] '''70''', 1895–1899 (1993) ([http://citeseerx.ist.psu.edu/viewdoc/summary?doi=10.1.1.46.9405 online]).</ref>: Քվանտային տելեպորտացիա իրականացվել է բազմաթիվ փորձերում, սկսած 1998 թվականից<ref name="Rome1998">{{cite journal
|journal=[[Physical Review Letters]]
|volume=80
|issue=6
|page=1121
|doi= 10.1103/PhysRevLett.80.1121
|title=Experimental Realization of Teleporting an Unknown Pure Quantum State via Dual Classical and Einstein-Podolsky-Rosen Channels
|author=D. Boschi
|author2=S. Branca1 |author3=F. De Martini1 |author4=L. Hardy |author5=S. Popescu
|year=1998
|arxiv = quant-ph/9710013 |bibcode = 1998PhRvL..80.1121B }}</ref>: 2004 թվականին այս փորձը կատարելագործվել է, և տելեպորտացիայի հեռավորությունը հասցվել է 600 մետրի<ref name="Danube2004">{{cite web
|url=http://www.nature.com/nature/journal/v430/n7002/full/430849a.html
|title=Quantum teleportation across the Danube
|author=Rupert Ursin
|date=August 2004
|publisher=Nature
|accessdate=2010-05-22
}}</ref>:
Հաջորդ խոշոր ձեռքբերումը 2012 թվականին քվանտային տելեպորտացիայի իրականացումն էր 143 կմ հեռավորության վրա: Այս էքսպերիմենտն իրականացվել է ֆոտոնների միջոցով. ֆոտոնի վիճակը տելեպորտացվել է [[Կանարյան կղզիներ|Լա Պալմա]] և [[Կանարյան կղզիներ|Տեներիֆե]] կղզիների միջև<ref name="Canary2012">{{cite web
|url=http://arxiv.org/abs/1205.3909
|title=Quantum teleportation using active feed-forward between two Canary Islands
|author=Xiao-song Ma, Thomas Herbst, Thomas Scheidl, Daqing Wang, Sebastian Kropatschek, William Naylor, Alexandra Mech, Bernhard Wittmann, Johannes Kofler, Elena Anisimova, Vadim Makarov, Thomas Jennewein, Rupert Ursin, Anton Zeilinger
|date=17 May 2012
|accessdate=2012-05-24
}}</ref>:
== Տեսություն ==
=== Նշանակումներ և տերմինոլոգիա ===
Քվանտային տելեպորտացիա իրականացնելու համար անհրաժեշտ են երկու տարբեր լաբորատորիա, որոնցից առաջինում պատրաստվելու է այն վիճակը, որը պետք է տեղափոխվի, իսկ մյուսում` այն համակարգը, որը արդյունքում հայտնվելու է առաջին լաբորատորիայում պատրաստված համակարգի քվանտային վիճակում։վիճակում: Տեսական նկարագրությունը պարզ դարձնելու համար սովորաբար խուսափում են տեսության մեջ լաբորատորիաների, և փորձնական սարքավորումների օգտագործումից ու նկարագրությունից։նկարագրությունից: Անգլերեն գրականությունում ընդունված է ուղարկող լաբորատորիան անձնավորել որպես Ալիս({{lang-en|Alice}}), իսկ ստացող լաբորատորիան` Բոբ({{lang-en|Bob}}), և բանաձևերում անհրաժեշտ մեծությունները նշանակել A և B ինդեքսներով։ինդեքսներով: Մենք կհետևենք լաբորատորիաների անձնավորման պրակտիկային և քվանտային տելեպորտացիան կնկարագրենք որպես քվանտային վիճակի տեղափոխություն Ալիսի և Բոբի միջև։միջև:
Քանի որ քվանտային տելեպրտացիայի երևույթ առավելապես առնչվում է քվանտային ինորմատիկայի բնագավառին, ապա այստեղ շատ հաճախ հանդիպում են քվանտային ինֆորմատիկային բնորոշ տերմիններ, մասնավորապես` քվանտային համակարգ բառակապակցության փոխարեն հաճախ օգտագործվում է [[Քվանտային բիթ|քուբիթ]] տերմինը։տերմինը:
=== Քվանտային տելեպորտացիայի պարզագույն պրոտոկոլ ===
Քվանտային տելեպորտացիայի վերջնանպատակը Ալիսի քուբիթի վիճակը Բոբին հաղորդելն է։է: Եթե նրանք կապված են միայն դասական կապի կանալով, ապա Ալիտան ընդհանուր դեպքում պարտավոր է Բաբկենին ուղղարկել իր քուբիթի վիճակի բոլոր ամպլիտուդները, որպեսզի Բոբը այդ ամպլիտուդներին համապատասխան վիճակ կառուցի իր մոտ։մոտ: Սակայն, ինչպես հայտնի է [[քվանտայինՔվանտային մեխանիկա|քվանտային մեխանիկայից]]յից, չկա չափման այնպիսի պրոցես, որի արդյունքում կարելի է այդ ամպլիտուդները որոշել։որոշել: Փաստորեն, միայն դասական հաղորդակցության կանալի միջոցով քվանտային վիճակի մասին ինֆորմացիա տեղափոխելն անհնար է։է: Ալիսը և Բոբը պետք է ունենան նաև կապի որևէ քվանտային կանալ։կանալ: Այդպիսի կանալն ապահովվում է խճճված քվանտային վիճակների միջոցով։միջոցով: Պարզվում է, որ այս դեպքում Ալիսը կարիք ունի դասական կանալի միջոցով Բոբին ուղարկել իր քուբիթների վրա կատարված չափման արդյունքները։արդյունքները: Ստորև նկարագրված է [[Ջոն Բելլ|Բելլի]] խճճված վիճակներից մեկի վրա հիմնված քվանտային տելեպորտացիայի պրոտոկոլը։պրոտոկոլը<ref>Phillip Kaye, Raymond Laflamme, Michele Mosca, ''"An Introduction to Quantum Computing"'', OXFORD UNIVERSITY PRESS, 2007</ref>:
Ալիսն ու Բոբը իրար մեջ կիսում են
:<math> \mathbf{|\Phi^+\rangle}= \frac{1}{\sqrt{2}}\mathbf{(|00\rangle + |11\rangle)}</math>
խճճված վիճակը։վիճակը: Այսպիսի վիճակ կիսելու համար Ալիսն ու Բոբը պետք է ունենան մեկական քուբիթ, իրար հետ խճճված վիճակի բերելու համար։համար: Այսուհետ Դիրակի կետ և բրա վեկտորների մեջ առաջինը կգրենք Ալիսի քուբիթին վերաբերվող մեծությունները, իսկ երկրորդը` Բոբին։Բոբին: Բացի խճճված քուբիթից Ալիսն ունի ևս մեկ քուբիթ, որի վիճակն էլ հենց պետք է հաղորդի Բոբին։Բոբին: Այդ քուբիթի վիճակը նշանակենք
:<math> \mathbf{|\psi\rangle} = \alpha\mathbf{|0\rangle} + \beta\mathbf{|1\rangle}</math>
 
Վերոնշյալ երեք քուբիթներից կազմված համակարգի միացյալ վիճակը կներկայացվի համապատսխան կետ վեկտորների արտադրյալի միջոցով`
:<math> \mathbf{|\psi\rangle}\mathbf{|\Phi^+\rangle} = \frac{1}{\sqrt{2}}\mathbf{|\psi\rangle}\mathbf{(|00\rangle + |11\rangle)} </math>
Տելեպորտացիան իրականացնելու համար Ալիսը պետք է իր երկու քուբիթների վրա [[Քվանտային չափում|չափում]] կատարի [[Բելլի վիճակներ|Բելլի բազիսում]]։: Եռաքուբիթ համակարգի վերոհիշյալ վիճակը գրենք այնպիսի տեսքով, որտեղ Ալիսի երկու քուբիթները ներկայացվում են Բելլի բազիսի միջոցով
:<math> \mathbf{|\psi\rangle|\Phi^+\rangle} = \frac{1}{2}\mathbf{|\Phi^+\rangle}\mathbf{|\psipsi_1\rangle} + \frac{1}{2}\mathbf{|\Psi^+}\rangle\mathbf{|\psipsi_2\rangle} + \frac{1}{2}\mathbf{|\Phi^-\rangle}\mathbf{|\psipsi_3\rangle} + \frac{1}{2}\mathbf{|\Psi^-\rangle}\mathbf{|\psipsi_4\rangle} </math>
Որտեղ`
:<math> \mathbf{|\psi_1\rangle} = \alpha\mathbf{|0\rangle} + \beta\mathbf{|1\rangle} </math>
:<math> \mathbf{|\psi_2\rangle} = \beta\mathbf{|0\rangle} + \alpha\mathbf{|1\rangle} </math>
:<math> \mathbf{|\psi_3\rangle} = \alpha\mathbf{|0\rangle} - \beta\mathbf{|1\rangle} </math>
:<math> \mathbf{|\psi_4\rangle} = -\beta\mathbf{|0\rangle} + \alpha\mathbf{|1\rangle} </math>
Երբ Ալիսը կատարի չափում Բելլի բազիսում իր երկու քուբիթների վրա, նա կհայտնաբերի իր քուբիթները <math> \mathbf{|\Phi^+\rangle} </math> , <math> \mathbf{|\Phi^-\rangle} </math> , <math> \mathbf{|\Psi^+\rangle} </math> և <math> \mathbf{|\Psi^-\rangle} </math> վիճակներից մեկում: Դա իր հերթին նշանակում է, որի Բոբի քուբիթը կհայտնվի <math> \mathbf{|\psi_1\rangle} </math> , <math> \mathbf{|\psi_2\rangle} </math> , <math> \mathbf{|\psi_3\rangle} </math> և <math> \mathbf{|\psi_4\rangle} </math> վիճակներից մեկում: Եթե Ալիսի չափման արդյունքը եղել է <math> \mathbf{|\Phi^+\rangle} </math> ապա Բոբի քուբիթը գտնվում է ճիշտ այն վիճակում, որը նախատեսված էր տեղափոխել: Այսինքն այս դեպքում տելեպորտացիան հաջողված է: Սակայն, եթե Ալիսի չափման արդյունքը տարբեր լինի <math> \mathbf{|\Phi^+\rangle} </math>-ից, ապա Բոբի քուբիթը կգտնվի մի փոքր այլ վիճակում քան նախատեսված էր: Սակայն այս պրոբլեմը լուծելի է: Եթե Ալիսի չափման արդյունքը <math> \mathbf{|\Phi^-\rangle} </math> է, ապա Բոբը իր քուբիթի վրա կիրառելով քվանտային [[Քվանտային գեյթ|X գեյթը]] (ժխտման օպերատոր) կստանա այն վիճակը որը նախատեսված էր տեղափոխման համար: Եթե Ալիսի չափման արդյունքը <math> \mathbf{|\Psi^+\rangle} </math> է, ապա Բոբը կարող է տելեպորտացիան հաջողությամբ ավարտել` իր քուբիթի վրա քվանտային [[Քվանտային գեյթ|Z գեյթը]] կիրառելով: Իսկ եթե Ալիսի չափման արդյունքը <math> \mathbf{|\Psi^-\rangle} </math> է, ապա Բոբը նախ պետք է կիրառի X գեյթը, հետո` Z գեյթը: Այսպիսով` իմանալով Ալիսի չափման արդյունքը` Բոբը կարող է որոշ գեյթեր կիրառելով(կամ ոչինչ չանելով` <math> \mathbf{|\Phi^+\rangle} </math> դեպքում) իր մոտ ստանալ այնպիսի վիճակը, որում գտնվում էր Ալիսի չխճճված քուբիթը րափումը կատարելուց առաջ: Փաստորեն, քվանտային տելեպորտացիան հաջողությամբ ավարտելու համար, Բոբը պետք է իմանա Ալիսի չափման արդյունքը, իսկ Ալիսը իր չափման արդյունքը կարող է Բոբին ուղարկել դասական կապի կանալով(գրականության մեջ հաճախ պարզապես ասում են «Ալիսը հեռախոսով Բոբին է հաղորդում իր չափման արդյունքը»):
=== Մեկնաբանություններ ===
Քանի որ քվանտային չափման ժամանակ համակարգի վիճակը քանդվում է(համակարգը դադարում է լինել որևէ սուպերպոզիցիոն վիճակում. կոլապսվում է բազիսային վիճակներից մեկի վրա) ապա քվանտային տելեպորտացիայի վերը նկարագրված պրոտոկոլի արդյունքում քուբիթի կլոնավորում տեղի չի ունենում: Բոբի մոտ քուբիթի <math> \mathbf{|\psi\rangle} </math> վիճակի ստեղծմանը զուգընթաց այդ վիճակը Ալիսի մոտ վերանում է: Այսպիսով` Քվանտային տելեպորտացիան չի խախտում քվանատային մեխանիկայի այն թեորեմին, ըստ որի քվանտային վիճակի կլոնավորում հնարավոր չէ:
 
Ըստ քվանտային մեխանիկայի, Ալիսի կատարած չափման արդյունքում Բոբի քուբիթի այս կամ այն վիճակը ձևավորվում է ակնթարթորեն: Սա, առաջին հայացքից, կարող է հակասել հարաբերականության հատուկ տեսությանը, քանի որ ըստ այդ տեսության ինֆրմացիայի տեղափոխում լույսի արագությունից մեծ արագությամբ հնարավոր չէ, սակայն այստեղ ոչ մի հակասություն չկա, քանի որ Ալիսի չափման արդյունքում որևէ ինֆորմացիա Ալիսից Բոբին չի գնում: Քանի որ մինչև չափում կատարելը Ալիսի և Բոբի քուբիթները գտնվում են խճճված վիճակում, ապա նրանց վիճակը պետք նկարագրել ոչ թե [[Ալիքային ֆունկցիա|ալիքային ֆունկցիաներ]], այլ [[Խտության մատրից|խտության մատրիցի]] միջոցով: Հաշվարկները ցույց են տալիս, որ Ալիսի կատարած չափումը, ոչ մի կերպ չի ազդում Բոբի մոտ եղած քուբիթի խտության մատրիցի վրա: Այսինքն Ալիսի կատարած չափումը չի ազդում Բոբի մոտ չափում կատարելու դեպքում ստացվելիք արդյունքների հավանականությունների վրա<ref>Leonard Susskind, Art Friedman, ''"Quantum Mechanics: The Theoretical Minimum"'', ISBN-13: 978-0465036677, ISBN-10: 0465036678</ref>: Ինֆորմացիա տեղափոխվում է այն ժամանակ, երբ Ալիսը Բոբին հայտնում է չափման արդյունքը, իսկ դա տեղի է ունենում դասական կապի կանալով, որը նշանակում է, որ այդտեղ հնարավոր չեն լույսի արագությունից մեծ արագություններ:
 
== Էքսպերմենտալ իրականացում ==
 
 
== Գրականություն ==
* К.А.Валиев, А.А.Кокин, "КВАНТОВЫЕ КОМПЬЮТЕРЫ: НАДЕЖДЫ И РЕАЛЬНОСТЬ", Ижевск: РХД, 2001
* Michael A. Nielsen & Isaac L. Chuang, "Quantum Computation and Quantum Information", CAMBRIDGE UNIVERSITY PRESS, 2010
* Dirk Bouwmeester, Artur Ekert, Anton Zeilinger, "The Physics of Quantum Information", Springer, 2000
* N. David Mermin, "Quantum Computer Science: An Introduction", CAMBRIDGE UNIVERSITY PRESS, 2007
* Phillip Kaye, Raymond Laflamme, Michele Mosca, "An Introduction to Quantum Computing", OXFORD UNIVERSITY PRESS, 2007
* Vlatko Vedral, "Introduction to Quantum Information Science", OXFORD UNIVERSITY PRESS, 2006
* "Квантовый компьютер и квантовые вычисления", Ижевск: 1999
* "Квантовые вычисления: за и против", Ижевск: 1999, ISBN 5-7029-0338-2
* Leonard Susskind, Art Friedman, "Quantum Mechanics: The Theoretical Minimum", ISBN-13: 978-0465036677, ISBN-10: 0465036678
 
== Ծանոթագրություններ ==
{{ծանցանկ}}
Ստացված է «https://hy.wikipedia.org/wiki/Քվանտային_տելեպորտացիա» էջից