En kvantuma mekaniko, implikiĝo estas fenomeno kie du aŭ pli da partikloj iĝas ligitaj tiel ke la stato de unu partiklo ne povas esti priskribita sendepende de la stato de la aliaj, eĉ kiam ili estas apartigitaj per grandaj distancoj. Tiu ĉi fenomeno estis temo de granda intereso pro sia ne-klasika naturo kaj ĝiaj aplikoj en kvantuma informprilaborado.
Kiam ni parolas pri kvantumaj statoj disigitaj en siaj superpozicioj koncerne la tensorprodukton, ni esence diskutas ĉu estas eble apartigi la partiklojn kaj priskribi iliajn statojn individue, sendepende unu de la alia. Por kompreni ĉi tiun koncepton, ni devas enprofundiĝi en la matematikan kadron de kvantuma mekaniko kaj la tensorprodukta formalismo.
En kvantuma mekaniko, la stato de sistemo estas priskribita per kompleksa vektoro en Hilberta spaco. Kiam du sistemoj estas implikitaj, ilia komuna stato estas priskribita per ununura vektoro en kunmetita Hilberta spaco akirita prenante la tensorprodukton de la individuaj Hilbertaj spacoj de la sistemoj. Matematike, se ni havas du sistemojn A kaj B kun statoj |ψ⟩ kaj |φ⟩ respektive, la kuna ne implikita stato de la kunmetita sistemo estas donita per |Ψ⟩ = |ψ⟩ ⊗ |φ⟩.
La ŝlosila punkto por noti ĉi tie estas ke la implikita stato |Ψ⟩ ne povas esti enkalkulita en individuajn ŝtatojn por sistemoj A kaj B. Tio signifas ke la trajtoj de la individuaj sistemoj ne estas bone difinitaj sendepende de unu la alian. La implikita ŝtato elmontras korelaciojn kiuj estas pli fortaj ol iuj klasikaj korelacioj kaj ne povas esti klarigitaj per lokaj kaŝitaj variaj teorioj.
Nun, revenante al la demando pri apartigado de implikitaj statoj en iliaj superpozicioj uzante la tensorprodukton, estas grave kompreni ke la implikita stato mem estas supermeto de malsamaj statoj de la individuaj sistemoj. Kiam ni faras mezuradojn sur unu el la implikitaj partikloj, la stato de la alia partiklo tuj kolapsas al difinita stato, eĉ se la du partikloj estas malproksime dise. Tiu tuja kolapso estas konata kiel kvantuma ne-loko kaj estas markostampo de implikiĝo.
Tial, en la kunteksto de la tensorprodukta formalismo, implikitaj ŝtatoj ne povas esti apartigitaj en individuajn superpoziciojn por la konsistigaj sistemoj. La implikiĝo daŭras eĉ kiam la implikitaj partikloj estas apartigitaj, kaj mezuri unu partiklon influas la staton de la alia partiklo tuj. Tiu ne-loka korelacio estas fundamenta aspekto de implikiĝo kaj distingas ĝin de klasikaj korelacioj.
Por ilustri ĉi tiun koncepton, konsideru la faman ekzemplon de la paradokso EPR (Einstein-Podolsky-Rosen), kie du implikitaj partikloj estas preparitaj en stato tia ke iliaj spinoj estas korelaciitaj. Kiam la spino de unu partiklo estas mezurita laŭ certa direkto, la spino de la alia partiklo estas tuj determinita, sendepende de la distanco inter ili. Tiu tuja korelacio spitas klasikan intuicion kaj elstarigas la nelokan naturon de implikiĝo.
Kvantumaj implikitaj ŝtatoj ne povas esti apartigitaj en siaj superpozicioj koncerne la tensorprodukton. La implikita stato de kunmetaĵa sistemo estas ne-fabrikebla ŝtato kiu elmontras ne-lokajn korelaciojn inter la implikitaj partikloj. Tiu ne-loka korelacio estas fundamenta trajto de implikiĝo kaj ludas decidan rolon en diversaj kvantumaj informpretigaj taskoj.
Aliaj lastatempaj demandoj kaj respondoj pri EITC/QI/QIF Kvantuma Informo-Fundamentoj:
- Kiel la kvantuma negapordego (kvantuma NOT aŭ Pauli-X-pordego) funkcias?
- Kial la Hadamard-pordego estas memreigebla?
- Se mezuras la 1-an kviton de la Bell-stato en certa bazo kaj tiam mezuras la 2-an kvuton en bazo turnita per certa angulo teta, la probablo ke vi ricevos projekcion al la responda vektoro estas egala al la kvadrato de sinuso de teta?
- Kiom da pecetoj da klasikaj informoj estus postulataj por priskribi la staton de arbitra kbita supermeto?
- Kiom da dimensioj havas spacon de 3 kvoj?
- Ĉu la mezurado de kbito detruos ĝian kvantuman supermeton?
- Ĉu kvantumaj pordegoj povas havi pli da enigaĵoj ol eliroj simile kiel klasikaj pordegoj?
- Ĉu la universala familio de kvantumaj pordegoj inkluzivas la CNOT-pordegon kaj la Hadamard-pordegon?
- Kio estas duobla-fenda eksperimento?
- Ĉu turni polarigan filtrilon ekvivalentas al ŝanĝi la bazon de mezurado de fotona polusiĝo?
Rigardu pliajn demandojn kaj respondojn en EITC/QI/QIF-Kvantuma Informa Fundamentoj
Pliaj demandoj kaj respondoj:
- Kampo: Kvantuma Informo
- programo: EITC/QI/QIF Kvantuma Informo-Fundamentoj (iru al la atestprogramo)
- Leciono: Kvantuma Interplektiĝo (iru al rilata leciono)
- Fadeno: Enigo (iru al rilata temo)