Kvantu mehānikas jomā kvantu sapīšanās ir parādība, kad divas vai vairākas daļiņas tiek savstarpēji savienotas tādā veidā, ka vienas daļiņas stāvokli nevar aprakstīt neatkarīgi no citu daļiņu stāvokļa, pat ja tās atdala milzīgi attālumi. Šī parādība ir bijusi intensīvas izpētes priekšmets, jo tā ietekmē kvantu skaitļošanu, kriptogrāfiju un kvantu teorijas fundamentālos aspektus.
Jautājums par to, vai kvantu sapīšanās var izraisīt lokāla mijiedarbība, ir būtisks jautājums kvantu informācijas teorijas jomā. Tradicionālajā kvantu mehānikā sapīšanās bieži tiek radīta procesā, kurā divas vai vairākas daļiņas mijiedarbojas tādā veidā, ka to īpašības kļūst korelētas. Tas var notikt, izmantojot dažādus mehānismus, piemēram, fotonu emisiju un absorbciju vai mijiedarbību, ko veicina kopīga vide.
Viena no galvenajām sapīšanās iezīmēm ir tā, ka tā var saglabāties pat tad, ja sapītās daļiņas ir atdalītas lielos attālumos. Šis nelokālais sapīšanās raksturs padara to par tik spēcīgu resursu tādiem uzdevumiem kā kvantu teleportācija un superblīvā kodēšana. Tomēr rodas jautājums, vai sapīšanos var radīt tikai lokālas mijiedarbības, kur daļiņas mijiedarbojas tikai ar savu tuvāko apkārtni.
Kvantu sapīšanās kontekstā parasti tiek uzskatīts, ka sapīšanos nevar izraisīt tikai lokāla mijiedarbība. To sauc par sapīšanās monogāmiju, principu, kas nosaka, ka, ja divas daļiņas ir maksimāli sapinušās viena ar otru, tās nevar sapīties ne ar vienu citu daļiņu. Tas nozīmē, ka sapīšanās ir resurss, kuru nevar izveidot lokāli, bet, lai radītu, ir nepieciešama nelokāla mijiedarbība.
Lai ilustrētu šo koncepciju, apsveriet gadījumu ar divām spin-1/2 daļiņām, kas sākotnēji atrodas produkta stāvoklī. Ja šīs daļiņas mijiedarbojas tikai viena ar otru, izmantojot lokālu mijiedarbību, tās nevar sapīties tādā veidā, kas pārkāpj sapīšanās monogāmiju. Jebkurš sapīšanās, kas tiek radīts šajā sistēmā, ir jāsadala starp abām daļiņām, un to nevar dalīt ar citām ārējām daļiņām.
Lai gan lokāla mijiedarbība var izraisīt korelācijas starp daļiņām, šīs korelācijas nav pietiekamas, lai izveidotu kvantu mehānikai raksturīgu nelokālu saķeršanos. Sapīšanās ir smalkāks korelācijas veids, ko nevar izskaidrot ar klasiskajiem informācijas apmaiņas vai komunikācijas jēdzieniem. Tā ir unikāla kvantu parādība, kas izriet no superpozīcijas principa un kvantu novērojamo elementu nekomutativitātes.
Kvantu sapīšanās ir nelokāla parādība, ko nevar izraisīt tikai lokāla mijiedarbība. Sapīšanās radīšana parasti prasa, lai daļiņas mijiedarbotos tādā veidā, ka to stāvokļi korelējas nelokālā veidā. Šai sapīšanās īpašībai ir liela ietekme uz kvantu informācijas apstrādi, un tā ir daudzu kvantu protokolu un algoritmu pamatā.
Citi jaunākie jautājumi un atbildes par EITC/QI/QIF kvantu informācijas pamati:
- Kā darbojas kvantu noliegšanas vārti (quantum NOT vai Pauli-X vārti)?
- Kāpēc Hadamarda vārti ir atgriezeniski?
- Ja mēra Bell stāvokļa 1. kubitu noteiktā bāzē un pēc tam izmēra 2. kubitu bāzē, kas pagriezta par noteiktu leņķi teta, varbūtība, ka jūs iegūsit projekciju uz atbilstošo vektoru, ir vienāda ar teta sinusa kvadrātu?
- Cik klasiskās informācijas biti būtu nepieciešami, lai aprakstītu patvaļīgas kubitu superpozīcijas stāvokli?
- Cik dimensijās ir 3 kubitu telpa?
- Vai kubīta mērīšana iznīcinās tā kvantu superpozīciju?
- Vai kvantu vārtiem var būt vairāk ieejas nekā izejas līdzīgi kā klasiskajiem vārtiem?
- Vai universālajā kvantu vārtu ģimenē ietilpst CNOT vārti un Hadamada vārti?
- Kas ir eksperiments ar dubulto spraugu?
- Vai polarizācijas filtra pagriešana ir līdzvērtīga fotonu polarizācijas mērīšanas bāzes maiņai?
Skatiet vairāk jautājumu un atbilžu sadaļā EITC/QI/QIF Quantum Information Fundamentals
Vairāk jautājumu un atbilžu:
- Lauks: Kvantu informācija
- programma: EITC/QI/QIF kvantu informācijas pamati (dodieties uz sertifikācijas programmu)
- Nodarbība: Kvantu sapīšanās (dodieties uz saistīto nodarbību)
- Tēma: Ieplūšana (dodieties uz saistīto tēmu)