量子计算与量子信息之量子隐形传态
量子计算与量子信息之量子隐形传态
文章目录
- 量子计算与量子信息之量子隐形传态
- 一、量子隐形传态简介
- 二、理论推导与证明
- 三、搭建模拟的量子线路
- 4、讨论
虽然之前也有介绍过量子隐形传态,我们希望单独写一篇博文来更加具体的描述量子隐形传态。
一、量子隐形传态简介
- 量子隐形传态(Quantum teleportation),又称量子遥传、量子隐形传输、量子隐形传送、量子远距传输或量子远传,是一种利用分散量子缠结与一些物理讯息(physical information)的转换来传送量子态至任意距离的位置的技术。是一种全新的通信方式。它传输的不再是经典信息而是量子态携带的量子信息,在量子纠缠的帮助下,待传输的量子态如同经历了科幻小说中描写的“超时空传输”,在一个地方神秘地消失,不需要任何载体的携带,又在另一个地方神秘地出现。
- 必须说明的是,量子遥传并不会传送任何物质或能量。这样的技术在量子信息与量子计算上相当有帮助。然而,这方式无法传递传统的资讯,因此无法使用在超光速的通讯上面。量子遥传与一般所说的瞬间移动没有关系–量子遥传无法传递系统本身,也无法用来安排分子以在另一端组成物体。
二、理论推导与证明
首先我们进行线路的绘制以及相关理论的推导,这里由于公式较多,而且键盘的话,敲起来不是非常方便,于是呢,我们就采用手写的方法实现证明以及推导的过程:
(注意输入端是最低位哦。)
量子线路以及推导过程如下所示:
图片1、、、、、
图片2、、、、、
以上就是对于量子隐形传态的推导啦,注意最上面的线是最低位,最下面的线是最高位,这一点搞错的话就会出现下面的错误(放在这里提醒一下大家):
图片3、、、、、
然后,对于上面使用到的Bell态以及CNOT门我们给出一下的说明:
Bell态以及CNOT门的说明:
图片4、、、、、
图片5、、、、、
三、搭建模拟的量子线路
结果对不对,我们需要使用实验的方法来进行证明。
电路图如下所示:
可以参考如下网址的电路:
https://algassert.com/quirk#circuit={%22cols%22:[[%22Bloch%22],[%22Zt%22],[%22Yt%22],[%22X^t%22],[1,%22H%22],[1,%22%E2%80%A2%22,%22X%22],[%22Bloch%22],[%22%E2%80%A2%22,%22X%22],[%22H%22],[1,%22Measure%22],[1,%22%E2%80%A2%22,%22X%22],[%22Measure%22],[%22%E2%80%A2%22,1,%22Z%22]]}
以及搭建的方法可以参考如下所示的视频:
(由于搭建电路没啥可说的,我们就直接是无声的了,反正就是把元件拿下来放在电路里面而已啦。)
量子隐形传态模拟实现
喜欢的话可以转到bilibili给我点个赞:
https://www.bilibili.com/video/BV1pL4y1q7nq?spm_id_from=333.999.0.0
4、讨论
实际上,量子隐形传态就是通过经典的信道来实现量子状态的传输,其中是没有超距现象的,原因就在于,Alice需要把自己的测量结果通过经典的信道以不超光速的速度传递给Bob,然后Bob才可以通过门来实现量子态的还原。同时,这里也没有违背量子态不可以复制的定律,因为在Alice端的量子态最终是由于测量而坍缩没有了,最后只有在Bob端的一个量子态,因此只是完成了量子态的传输而不是量子态的复制喇
END.
好了,量子隐形传态就介绍到这里,我们主要阐释了理论方面的内容,没有具体描述如何进行物理上的实际的实现,当然如何实现也不在我们的讲述范围之内的哦。
最后,谢谢大家的阅读与支持了啦。
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