Quantenteleportationstreue

Ich verstehe, dass die Genauigkeit der Quantenteleportation die Überlappung des anfänglichen Quantenzustands mit dem teleportierten Quantenzustand ist. Wenn die Teleportation perfekt ist, dann würde die Treue 1 oder 100% erfolgreich beim Abrufen des Quantenzustands am gewünschten Ort sein.

In allen realen Experimenten, die ich mir angesehen und gründlich gelesen habe, sind die Genauigkeiten nie 1. Deutet dies nicht darauf hin, dass das, was die Experimentatoren "teleportiert" haben, wirklich nur ein anderer Zustand war? Muss die Treue nicht genau 1 sein, um wirklich einen Quantenzustand von einem Ort zu entfernen und an einem anderen Ort erscheinen zu lassen?

Meine Sorge ist, dass ich entweder etwas übersehen habe oder dass wir überhaupt nicht wirklich teleportieren, weil der Endzustand, der auf der anderen Seite erreicht wird, nicht gleich dem Anfangszustand ist!

Antworten (2)

Die ontologische Formulierung, die Sie verwenden, um die Quantenteleportation zu beschreiben, sollte ein Warnsignal sein. Es hat keinen Sinn, dass der Quantenzustand "erscheint". Es kann sein, dass Sie das physikalische System selbst (real, ontologische) mit dem ihm vom Experimentator zugeordneten Quantenzustand (subjektiv, epistemisch) verwechseln. Mit anderen Worten, stellen Sie sich den Quantenzustand als die Information vor , die man über ein physikalisches System hat, und nicht das physikalische System selbst.

Wenn die Genauigkeit zwischen dem Endzustand und der Eingabe nicht 1 ist, dann war eine Operation im Protokoll nicht perfekt. Das wird natürlich immer so sein. Sie sollten „Quantenteleportation“ also als das Protokoll selbst verstehen und nicht als Vorgang, genau den Quantenzustand eines physikalischen Systems auf ein anderes zu übertragen. Für jede praktische Anwendung des Protokolls muss es nicht perfekt sein, um nützlich zu sein.

Ich glaube ich verstehe es jetzt besser. Ich bin auf das physische System selbst fixiert und nicht auf die Informationen, die es darstellt. Wir können immer noch unvollkommene physische Zustandsübertragungen haben, aber den Informationsaspekt beibehalten. Daher ist es immer noch nützlich? Da das physische System nicht perfekt von Alice auf Bob übertragen wird, würde dies bedeuten, dass das "teleportierte" System nicht wirklich den gleichen physischen Zustand hat, sondern einen physischen Zustand, der die wichtigen Informationen enthält, die Sie in Bobs übertragen möchten Hände.
Angenommen, Alices physikalisches System ist ein Photon und der Quantenzustand kodiert die Information über die Polarisation. Angenommen, Bobs physikalisches System ist ein Elektron und der Quantenzustand codiert Informationen über den Spin. Teleportation ist ein Protokoll, mit dem Alice ihr Photon misst (z. B. zerstört) und Bob das Ergebnis mitteilt. Bob tut etwas, damit der einzige konsistente Zustand, den er dem Spin seines Elektrons zuordnen kann, der ursprüngliche Zustand ist, den Alice ihrer Photonenpolarisation zuordnet. Es werden keine "physikalischen Zustände" übertragen.
Okay, wenn ich Sie jetzt verstehe, haben Sie ein Beispiel gezeigt, bei dem die beiden Teilchen im Beispiel unterschiedlich sind, also nur Informationen ausgetauscht werden und kein physikalischer Zustand übertragen wird. Es verdeutlicht, dass es überhaupt nicht auf physikalische Zustände ankommt, es geht hier ausschließlich um die Informationsübertragung. Ich interessiere mich sehr für dieses Forschungsgebiet und möchte mich beim IQC für ein Praktikum und möglicherweise für die Graduiertenschule bewerben. Könnte ich deine E-Mail bekommen? Ich möchte mit Ihnen mehr über Quanteninformation diskutieren.

Es könnte auch nützlich sein, über Folgendes nachzudenken: Wie können wir möglicherweise überprüfen, ob der teleportierte Zustand tatsächlich gleich dem Anfangszustand ist? Wir können Quantensysteme nicht einfach anschauen und wissen, in welchem ​​Zustand sie sich befinden!

Alles, was wir tun können, ist, Messungen an einer Sammlung von Systemen durchzuführen und aus den Ergebnissen dieser Messungen zu versuchen, etwas über ihren Zustand abzuleiten. Aber dann können Sie sehen, wie vorsichtig wir bei der Interpretation der gemeldeten Genauigkeiten sein sollten.

Zum Beispiel mag der Anfangszustand perfekt teleportiert worden sein, aber es war einfach nicht der, von dem wir dachten, dass wir ihn vorbereitet hätten! Es gibt aber auch andere Möglichkeiten, der Zustand kann bei jedem der gemessenen Systeme anders gewesen sein, der statistische Rückschluss stimmte nicht mit dem tatsächlichen Zustand überein, und so weiter.

Auf jeden Fall können wir, wie Chris betonte, nicht erwarten, dass das Teleportationsprotokoll jemals perfekt funktioniert, aber das bedeutet nicht, dass es nicht nützlich ist, um seine beabsichtigte Aufgabe zu erfüllen.