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《量子信息講座第六講量子隱形傳態(tài)_郭光燦.pdf》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在教育資源-天天文庫。
1、講座量子信息講座*1)第六講量子隱形傳態(tài)郭光燦郭濤鄭仕標(biāo)王青俊(中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)物理系,合肥230026)摘要量子隱形傳態(tài)是一個新穎和有趣的研究課題.它是量子力學(xué)奇妙特性的一種應(yīng)用.文章闡述了量子隱形傳態(tài)的基本原理,以及EPR效應(yīng),Bell基測量等相關(guān)的概念,并介紹基于量子光學(xué)技術(shù)而實現(xiàn)的兩個量子隱形傳態(tài)的成功實驗.關(guān)鍵詞量子隱形傳態(tài),EPR效應(yīng),Bell基QUANTUMTELEPORTATIONGuoGuangcanGuoTaoZhengShibiaoWangQingjun(DepartmentofPhysics,UniversityofScienceandTe
2、chnologyofChina,Hefei230026)AbstractQuantumteleportation,basedoncertainstrikingfeaturesofquantummechanics,isanovelandinterestingsubject.Thefundamentalprinciplesunderlyingquantumteleportation,alongwithrelatedconceptssuchastheEPReffectandBellbasismeasurement,isreviewed.Wealsodescribetwo
3、successfulexperimentsrecentlyperformed.KeywordsQuantumteleportation,EPReffect,Bellbasis然界中相關(guān)的原子在這股神奇力量作用下匯集1何謂量子隱形傳態(tài)起來并構(gòu)造成與原來一模一樣的人或物.更接近于物理規(guī)律的一種想法是:先提取原物的所在科幻電影或神話小說中,常常出現(xiàn)這樣有信息,并將這些信息傳送到接收地點,然后依的場面:一個神秘人物在某個地方突然消失掉,其后卻在別的地方莫明其妙地顯現(xiàn)出來.遠(yuǎn)距*國家高等學(xué)校博士學(xué)科點專項科研基金資助項目隱形傳物(teleportation)的概念即來源于此
4、.人1997-09-29收到初稿,1998-09-15修回們可以將這種隱形傳物的過程想像成為如下圖1)/Teleportation0常被譯成/遠(yuǎn)距傳物0,其實并不準(zhǔn)確。按像:有股神奇的力量將被傳送的人或物瞬間地照該詞所描述的情景,與我國古代神話中常用的/遁0更離解掉,被離解的各種基本單元(如原子)彌散接近。為更突出其物理含義,我們認(rèn)為/QuantumTele-portation0應(yīng)理解為量子態(tài)的隱形傳送,強調(diào)其無影無蹤于大自然中,于是這個人或物便在人們面前消的傳送特征,因此我們?nèi)〈艘舛g為/量子隱形傳態(tài)0失掉,隨后在另一個地方則發(fā)生相反的過程,自#120#物理據(jù)這
5、些信息,選取與構(gòu)成原物完全相同的基本同的量子態(tài),原物的量子態(tài)在發(fā)送者進行測量單元(如原子),制造出原物的完美的復(fù)制品.遺及提取經(jīng)典信息時已遭破壞.因此,這是一種量憾的是,這種實現(xiàn)遠(yuǎn)距隱形傳物的方法是違背子態(tài)的隱形傳送,最終恢復(fù)原物量子態(tài)的粒子量子力學(xué)的不確定關(guān)系的.不確定關(guān)系認(rèn)為,不也可以不必與原物同類,只要它們滿足相同的可能對一個物體(量子體系)的所有物理量都進量子代數(shù)即可.由于經(jīng)典信息對量子態(tài)的隱形行精確測量,因而提取一個物體的所有信息是傳送是必不可少的(否則將違背量子不可克隆不可能的.當(dāng)然,人們還可以提出另一種不必對定理),而經(jīng)典信息傳遞速度不可能快于光速,
6、物體進行力學(xué)量測量的可能方案.按照量子力因此,量子隱形傳態(tài)也不會違背相對論的光速學(xué)的理論,物體的全部信息可由其量子態(tài)給出,最大原理.換句話說,只要我們能精確地復(fù)制物體的量子為了更清楚地描述量子隱形傳態(tài)的基本原態(tài),并使遠(yuǎn)處相同類型的原子集合處于與原物理,我們必須先介紹一下著名的EPR(Einstein完全相同的量子態(tài)上,則這種隱形傳物也就成-Podolsky-Rosen)效應(yīng)和Bell基.為現(xiàn)實.可惜的是,完全精確地復(fù)制量子態(tài)是不可能的,它違背了量子力學(xué)的一條基本定理,即2EPR效應(yīng)和Bell基[1]量子不可克隆定理,也就是說,通用的量子復(fù)制機是不存在的.因此,隱形
7、傳物只不過是種1935年,Einstein,Podolsky和Rosen三人幻想而已.當(dāng)然還必須指出,隱形傳物與醫(yī)學(xué)上提出一個被人們稱為EPR佯謬的著名假想實[3]廣泛采用的CT技術(shù)以及通訊中的傳真技術(shù)是驗,其本意是企圖證明量子力學(xué)是不完備不同的.CT技術(shù)恢復(fù)出的圖像僅僅是視覺效的.這個實驗原理可作如下表述:設(shè)想總自旋為應(yīng),而不是被傳送后的物,傳真的圖像在量子力零的兩個自旋為ü/2的粒子A和B(俗稱為學(xué)的層次上看,由于不確定原理的限制,它不可EPR粒子對)沿相反方向傳輸.按照量子力學(xué)能與原來的圖像一模一樣.理論,在某個方向上測量粒子A(或B)的自旋,1993年,B
8、ennet
