Teleportasi Keadaan Kuantum Pasca Terpilih

Teleportasi Keadaan Kuantum Pasca Terpilih

Stempel Waktu: 14 Maret 2024 6

Daniel Collins

Laboratorium Fisika HH Wills, Universitas Bristol, Tyndall Avenue, Bristol BS8 1TL

Apakah makalah ini menarik atau ingin dibahas? Scite atau tinggalkan komentar di SciRate.

Abstrak

Teleportasi memungkinkan Alice mengirimkan keadaan kuantum yang telah disiapkan sebelumnya kepada Bob hanya dengan menggunakan keterikatan bersama dan komunikasi klasik. Di sini kami menunjukkan bahwa dimungkinkan untuk menteleportasi keadaan yang juga dipilih $it{post}$. Pasca-pemilihan keadaan $Phi$ berarti bahwa setelah Alice menyelesaikan eksperimennya, dia melakukan pengukuran dan hanya terus menjalankan eksperimen jika hasil pengukurannya adalah $Phi$. Kami juga mendemonstrasikan teleportasi berbasis $it{port}$ sebelum dan sesudah pemilihan. Terakhir, kami menggunakan protokol ini untuk melakukan komputasi kuantum non-lokal seketika pada sistem sebelum dan sesudah pemilihan, dan secara signifikan mengurangi keterjeratan yang diperlukan untuk mengukur secara instan variabel non-lokal arbitrer dari sistem sebelum dan sesudah pemilihan yang dipisahkan secara spasial.

Teleportasi Kecerdasan Data PlatoBlockchain Negara Kuantum Pasca Terpilih. Pencarian Vertikal. Ai.

Gambar unggulan: Teleportasi Status Pos yang Dipilih dari Alice ke Bob.

Ringkasan populer

Bagaimana kita mengirim keadaan kuantum dari satu tempat ke tempat lain? Hal ini rumit karena keadaan kuantum cenderung terdekohesi, dan prinsip ketidakpastian mencegah kita mengubah keadaan kuantum menjadi bit klasik untuk dikirim ke saluran telepon biasa. $textbf{Teleportasi}$ adalah solusinya. Ia menggunakan keterjeratan yang telah dibagikan sebelumnya bersama dengan bit klasik untuk mengirimkan keadaan kuantum, menghindari dekoherensi dan prinsip ketidakpastian. Di sini kami menyelidiki pemindahan status $textbf{post-selected}$ dari satu tempat ke tempat lain. Pasca-seleksi berarti kita mengkondisikan suatu sistem berada dalam keadaan tertentu pada akhir percobaan. Status pasca-pemilihan dapat dihitung pada waktu yang lebih awal dengan melakukan retrodiksi $textbf{backwards in time}$. Apakah mungkin untuk menteleportasi suatu keadaan yang mundur ke masa lalu, ketika kita sendiri yang bergerak maju dalam waktu? Kami menunjukkan bagaimana hal ini dapat dilakukan, dan sebagai perpanjangannya, kami menunjukkan bagaimana melakukan pengukuran dan perhitungan gabungan secara instan pada sistem multipartit pasca-seleksi.

โ–บ data BibTeX

โ–บ Referensi

[1] CH Bennett, G Brassard, C Crepeau, R Jozsa, A Peres, dan WK Wootters. โ€œTeleportasi keadaan kuantum yang tidak diketahui melalui saluran ganda klasik dan einstein-podolsky-rosenโ€. Fis. Pendeta Lett. 70, 1895โ€“1899 (1993).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.70.1895

[2] D Boschi, S Branca, F De Martini, L Hardy, dan S Popescu. โ€œRealisasi eksperimental untuk menteleportasi keadaan kuantum murni yang tidak diketahui melalui saluran ganda klasik dan einstein-podolsky-rosenโ€. Fis. Pendeta Lett. 80, 1121โ€“1125 (1998).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.80.1121

[3] D. Bouwmeester, JM Pan, K. Mattle, M. Eibl, H. Wein-furter, dan A. Zeilinger. โ€œTeleportasi kuantum eksperimentalโ€. Alam 390, 575โ€“579 (1997).
https: / / doi.org/ 10.1038 / 37539

[4] S. Pirandola, J. Eisert, C. Weedbrook, A. Furusawa, dan SL Braunstein. โ€œKemajuan dalam teleportasi kuantumโ€. Fotonik Alam 9, 641โ€“652 (2015).
https: / / doi.org/ 10.1038 / nphoton.2015.154

[5] Yakir Aharonov, Peter G. Bergmann, dan Joel L. Lebowitz. โ€œSimetri waktu dalam proses pengukuran kuantumโ€. Fis. Wahyu 134, B1410โ€“B1416 (1964).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRev.134.B1410

[6] Yakir Aharonov, Sandu Popescu, Jeff Tollaksen, dan Lev Vaidman. โ€œKeadaan beberapa waktu dan pengukuran beberapa waktu dalam mekanika kuantumโ€. Fis. Pdt.A 79, 052110 (2009).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevA.79.052110

[7] N Brunner, A Acin, D Collins, N Gisin, dan V Scarani. โ€œJaringan telekomunikasi optik sebagai pengukuran kuantum lemah dengan pascaseleksiโ€. Fis. Pendeta Lett. 91 (2003).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.91.180402

[8] CK Hong dan L Mandel. โ€œRealisasi eksperimental keadaan satu foton terlokalisasiโ€. Fis. Pendeta Lett. 56, 58โ€“60 (1986).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.56.58

[9] Y Aharanov, DZ Albert, dan L Vaidman. โ€œBagaimana hasil pengukuran komponen spin partikel spin-1/2 bisa menjadi 100โ€. Fis. Pendeta Lett. 60, 1351โ€“1354 (1988).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.60.1351

[10] L. Vaidman. โ€œKontroversi nilai yang lemahโ€. Filsafat. Trans. R.Soc., A 375 (2017).
https: / / doi.org/ 10.1098 / rsta.2016.0395

[11] Onur Hosten dan Paul Kwiat. โ€œPengamatan efek cahaya spin hall melalui pengukuran lemahโ€. Sains 319, 787โ€“790 (2008).
https://โ€‹/โ€‹doi.org/โ€‹10.1126/โ€‹science.1152697

[12] P. Ben Dixon, David J. Starling, Andrew N. Jordan, dan John C. Howell. โ€œPengukuran defleksi sinar ultrasensitif melalui amplifikasi nilai lemah interferometriโ€. Fis. Pendeta Lett. 102 (2009).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.102.173601

[13] Ralph Silva, Yelena Guryanova, Anthony J. Short, Paul Skrzypczyk, Nicolas Brunner, dan Sandu Popescu. โ€œMenghubungkan proses dengan tatanan sebab akibat yang tidak terbatas dan keadaan kuantum multi-waktuโ€. J.Fisika baru. 19 (2017).
https: / / doi.org/ 10.1088 / 1367-2630 / aa84fe

[14] Yakir Aharonov, Fabrizio Colombo, Sandu Popescu, Irene Sabadini, Daniele C. Struppa, dan Jeff Tollaksen. โ€œPelanggaran kuantum terhadap prinsip merpati dan sifat korelasi kuantumโ€. PNAS 113, 532โ€“535 (2016).
https: / / doi.org/ 10.1073 / pnas.1522411112

[15] Yakir Aharonov, Sandu Popescu, Daniel Rohrlich, dan Paul Skrzypczyk. โ€œKucing kuantum cheshireโ€. J.Fisika baru. 15 (2013).
https:/โ€‹/โ€‹doi.org/โ€‹10.1088/โ€‹1367-2630/โ€‹15/โ€‹11/โ€‹113015

[16] Lev Vaidman dan Izhar Nevo. โ€œPengukuran nonlokal dalam mekanika kuantum simetris waktuโ€. Int. J.Mod. Fis. B 20 (2005).
https: / / doi.org/ 10.1142 / S0217979206034108

[17] Seth Lloyd, Lorenzo Maccone, Raul Garcia-Pelindung, Vittorio Giovannetti, dan Yutaka Shikano. โ€œMekanika kuantum perjalanan waktu melalui teleportasi pasca-dipilihโ€. Fis. Pdt.D 84 (2011).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevD.84.025007

[18] Satoshi Ishizaka dan Tohya Hiroshima. โ€œSkema teleportasi asimtotik sebagai prosesor kuantum universal yang dapat diprogramโ€. Fis. Pendeta Lett. 101, 240501 (2008).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.101.240501

[19] Satoshi Ishizaka dan Tohya Hiroshima. โ€œSkema teleportasi kuantum dengan memilih salah satu dari beberapa port keluaranโ€. Fis. Pdt.A 79, 042306 (2009).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevA.79.042306

[20] Salman Beigi dan Robert Koenig. โ€œPerhitungan kuantum non-lokal instan yang disederhanakan dengan aplikasi pada kriptografi berbasis posisiโ€. J.Fisika baru. 13 (2011).
https:/โ€‹/โ€‹doi.org/โ€‹10.1088/โ€‹1367-2630/โ€‹13/โ€‹9/โ€‹093036

[21] Harry Buhrman, Lukasz Czekaj, Andrzej Grudka, Michal Horodecki, Pawel Horodecki, Marcin Markiewicz, Florian Speelman, dan Sergii Strelchuk. โ€œKeunggulan kompleksitas komunikasi kuantum menyiratkan pelanggaran terhadap ketidaksetaraan loncengโ€. Proses. Natal. Akademik. Sains. 113 (2015).
https: / / doi.org/ 10.1073 / pnas.1507647113

[22] Stefano Pirandola, Riccardo Laurenza, dan Cosmo Lupo. โ€œBatasan mendasar terhadap diskriminasi saluran kuantumโ€. npj Informasi Kuantum 5 (2018).
https: / / doi.org/ 10.1038 / s41534-019-0162-y

[23] Zhi-Wei Wang dan Samuel L. Braunstein. โ€œKinerja teleportasi berbasis pelabuhan berdimensi lebih tinggiโ€. Sains. Ulangan 6 (2016).
https: / / doi.org/ 10.1038 / srep33004

[24] Michal Studzinski, Sergii Strelchuk, Marek Mozrzymas, dan Michal Horodecki. โ€œTeleportasi berbasis pelabuhan dalam dimensi sembarangโ€. Sains. Ulangan 7 (2017).
https:/โ€‹/โ€‹doi.org/โ€‹10.1038/โ€‹s41598-017-10051-4

[25] Marek Mozrzymas, Michal Studzinski, Sergii Strelchuk, dan Michal Horodecki. โ€œTeleportasi berbasis pelabuhan yang optimalโ€. J.Fisika baru. 20 (2018).
https:/โ€‹/โ€‹doi.org/โ€‹10.1088/โ€‹1367-2630/โ€‹aab8e7

[26] Marek Mozrzymas, Michal Studzinski, dan Michal Horodecki. โ€œFormalisme yang disederhanakan dari aljabar operator permutasi yang dialihkan sebagian dengan aplikasiโ€. J.Fisika. J: Matematika. teori. 51 (2018).
https://โ€‹/โ€‹doi.org/โ€‹10.1088/โ€‹1751-8121/โ€‹aaad15

[27] Matthias Christandl, Felix Leditzky, Christian Majenz, Graeme Smith, Florian Speelman, dan Michael Walter. โ€œKinerja asimtotik dari teleportasi berbasis pelabuhanโ€. Komunitas. Matematika. Fis. 381, 379โ€“451 (2021).
https:/โ€‹/โ€‹doi.org/โ€‹10.1007/โ€‹s00220-020-03884-0

[28] Piotr Kopszak, Marek Mozrzymas, Michal Studzinski, dan Michal Horodecki. โ€œTeleportasi berbasis multiport โ€“ transmisi informasi kuantum dalam jumlah besarโ€. Kuantum 5 (2021).
https:/โ€‹/โ€‹doi.org/โ€‹10.22331/โ€‹q-2021-11-11-576

[29] Michal Studzinski, Marek Mozrzymas, Piotr Kopszak, dan Michal Horodecki. โ€œSkema teleportasi berbasis multi port yang efisienโ€. IEEE Trans. Inf. Teori 68, 7892โ€“7912 (2022).
https: / / doi.org/ 10.1109 / TIT.2022.3187852

[30] Marek Mozrzymas, Michaล‚ Studziล„ski, dan Piotr Kopszak. โ€œSkema Teleportasi Berbasis Multi-port yang Optimalโ€. Kuantum 5, 477 (2021).
https:/โ€‹/โ€‹doi.org/โ€‹10.22331/โ€‹q-2021-06-17-477

[31] L. Landau dan R. Peierls. โ€œErweiterung des unbestimmtheitsprinzips fรผr die relativistische quantentheorieโ€. Zeitschrift untuk Fisik 69, 56โ€“69 (1931).
https: / / doi.org/ 10.1007 / BF01391513

[32] Niels Henrik David Bohr dan L. Rosenfeld. โ€œZur frage der messbarkeit der elektromagnetischen feldgrรถssenโ€. Det Kgl. Danske Videnskabernes Selskab Mathematisk-fysiske Meddelelser 12, 1โ€“65 (1933).

[33] Yakir Aharonov dan David Z. Albert. โ€œKeadaan dan hal yang dapat diamati dalam teori medan kuantum relativistikโ€. Fis. Pendeta D 21, 3316โ€“3324 (1980).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevD.21.3316

[34] Yakir Aharonov dan David Z. Albert. โ€œBisakah kita memahami proses pengukuran dalam mekanika kuantum relativistik?โ€. Fis. Pendeta D 24, 359โ€“370 (1981).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevD.24.359

[35] Yakir Aharonov dan David Z. Albert. โ€œApakah gagasan umum tentang evolusi waktu memadai untuk sistem mekanika kuantum? Saya". Fis. Pendeta D 29, 223โ€“227 (1984).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevD.29.223

[36] Yakir Aharonov dan David Z. Albert. โ€œApakah gagasan umum tentang evolusi waktu memadai untuk sistem mekanika kuantum? ii. pertimbangan relativistikโ€. Fis. Pendeta D 29, 228โ€“234 (1984).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevD.29.228

[37] Yakir Aharonov, David Z. Albert, dan Lev Vaidman. โ€œProses pengukuran dalam teori kuantum relativistikโ€. Fis. Pendeta D 34, 1805โ€“1813 (1986).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevD.34.1805

[38] Sandu Popescu dan Lev Vaidman. โ€œBatasan kausalitas pada pengukuran kuantum nonlokalโ€. Fis. Pendeta A 49, 4331โ€“4338 (1994).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevA.49.4331

[39] Berry Groisman dan Lev Vaidman. โ€œVariabel nonlokal dengan status eigen status produkโ€. J.Fisika. J: Matematika. Kejadian 34, 6881 (2001).
https:/โ€‹/โ€‹doi.org/โ€‹10.1088/โ€‹0305-4470/โ€‹34/โ€‹35/โ€‹313

[40] Berry Groisman dan Benni Reznik. โ€œPengukuran keadaan semilokal dan terjerat tidak maksimalโ€. Fis. Pdt.A 66, 022110 (2002).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevA.66.022110

[41] L Vaidman. โ€œPengukuran variabel nonlokal secara instanโ€. Fis. Pendeta Lett. 90, 010402 (2003).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.90.010402

[42] SR Clark, AJ Connor, D Jaksch, dan S Popescu. โ€œKonsumsi keterjeratan pengukuran kuantum nonlokal sesaatโ€. J.Fisika baru. 12, 083034 (2010).
https:/โ€‹/โ€‹doi.org/โ€‹10.1088/โ€‹1367-2630/โ€‹12/โ€‹8/โ€‹083034

[43] Alvin Gonzales dan Eric Chitambar. โ€œTerbatas pada komputasi kuantum nonlokal sesaatโ€. IEEE Trans. Inf. Teori 66, 2951โ€“2963 (2020).
https: / / doi.org/ 10.1109 / TIT.2019.2950190

[44] Ralph Silva, Yelena Guryanova, Nicolas Brunner, Noah Linden, Anthony J. Short, dan Sandu Popescu. โ€œKeadaan kuantum sebelum dan sesudah dipilih: Matriks kepadatan, tomografi, dan operator krausโ€. Fis. Pdt.A 89, 012121 (2014).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevA.89.012121

[45] Michal Sedlak, Alessandro Bisio, dan Mario Ziman. โ€œPenyimpanan probabilistik yang optimal dan pengambilan saluran kesatuanโ€. Fis. Pendeta Lett. 122 (2019).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.122.170502

[46] Lev Vaidman. โ€œKeadaan kuantum yang berkembang mundurโ€. J.Fisika. J: Matematika. teori. 40, 3275โ€“3284 (2007).
https:/โ€‹/โ€‹doi.org/โ€‹10.1088/โ€‹1751-8113/โ€‹40/โ€‹12/โ€‹S23

[47] Charles H. Bennett dan Stephen J. Wiesner. โ€œKomunikasi melalui operator satu dan dua partikel di negara bagian Einstein-Podolsky-Rosenโ€. Fis. Pendeta Lett. 69, 2881โ€“2884 (1992).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.69.2881

Dikutip oleh

Makalah ini diterbitkan dalam Quantum di bawah Creative Commons Attribution 4.0 Internasional (CC BY 4.0) lisensi. Hak cipta tetap berada pada pemegang hak cipta asli seperti penulis atau lembaganya.

Stempel Waktu:

Lebih dari Jurnal Kuantum