В первой части мы попытались объяснить основы квантовой телепортации. А теперь, собственно, переходим к тому, что сотворили с атомами, а точнее — с ионами кальция в Австрии и бериллия в США. И попробуем оценить, как эти опыты повлияют на будущее человечества.
Итак, сначала две группы учёных создали пару запутанных ионов (условно атом "1" и "2"), квантовые функции которых были, можно сказать, мистически связаны, но неизвестны по определению.
Это как проделать произвольные манипуляции с двумя шариками в чёрном ящике вслепую, не включая свет.
Затем физики взяли третий ион ("3"), квантовую функцию которого опять-таки измерить нельзя, и запутали его с одним из ионов (допустим "1") от первой пары.
Потом физики провели измерение квантовых параметров (в данном эксперименте — спин и фаза) у ионов "1" и "3".
Этот конкретный результат и передавался физически (с вполне конечной скоростью, а вовсе не мгновенно).
Далее, руководствуясь правилами вычисления волновых функций, физики определяли, какой гейт нужно применить к иону номер "2", чтобы в результате его волновая функция стала копией таковой у иона "3", каким он был до эксперимента.
Таким образом, ион "2" становился идентичным третьему — осуществлялась телепортация.
Хотя какая же именно была та волновая функция, что телепортировалась — оставалось принципиально непознаваемым.
Вычислить её из переносимой физически информации было невозможно — этой информации там просто не было.
Так что принцип квантовой физики — нельзя измерить квантовые параметры частицы, не изменив их самим фактом измерения — оставался незыблемым.
|  | |
 | ||
Он гласит, что двух частиц с одинаковыми квантовыми состояниями одновременно быть не может.
Но ведь исходная частица, состояние которой переносилось на новую, сама в ходе опыта становилась другой.
Теперь вернёмся к началу. Почему нельзя телепортировать вещество?
Видимо, потому, что для этого нужно телепортировать все квантовые параметры частицы. А это не только спин или фаза вращения, но и много-много других чисел.
Препятствие тут в том, что, измеряя какой-то один из этих параметров, мы непоправимо меняем всё квантовое состояние частицы, как бы "задевая" другие параметры.
Так что, представляется, скопировать частицу полностью невозможно, хотя телепортировать некий её параметр — реально.
Зато для квантовых компьютеров новые опыты — путеводная звезда и свет в конце тоннеля. Такие компьютеры оперируют не с битами, а с кубитами (квантовыми битами).
Если один бит кодируется в компьютере зарядом или напряжением (есть — нет, 1-0), то кубит — неким квантовым параметром носителя (тем же спином, например).
А так как он носит вероятностный характер, то получается что один элемент такого компьютера (фотон или ион) находится сразу в двух состояниях — 0 и 1. Два кубита представляют сразу четыре числа — 00, 01, 10 , 11. Вообще — n кубитов — это 2 в степени n чисел.
А операции с ними квантовый компьютер проводит, ну очень упрощённо, как над матрицей (говорят "суперпозиция кубитов") — одномоментно.
 |
| |
 | ||
Потому там, где обычный компьютер вычисляет функцию f от одного x, квантовый компьютер получает сразу все значения этой функции от всех x.
Это и называют квантовым параллелизмом, который сулит в далёкой перспективе компьютеры такой мощности, что нынешние перед ними — как деревянные счёты.
Пространство-то представления чисел при линейном росте количества кубитов возрастает экспоненциально.
Вот здесь мы, человечество, и попытаемся распутать все возможности квантовой запутанности, ведь хотя квантовое состояние таких частиц для каждой из них по отдельности измерить нельзя, их общее квантовое состояние может быть определено, что и даёт возможность телепортации квантовых состояний.
Это, в свою очередь, наряду с огромным потенциалом представления информации, также станет ключевым моментом в квантовом компьютере, так как именно телепортацией в нём и будут передаваться данные между кубитами.
Наконец, достижение наших героев выглядит ещё более многообещающим, в свете того, что теперь в качестве физических носителей кубитов можно использовать долгоживущие атомы, а не "легкомысленные" фотоны.
Мы далеки от мысли, что, собирая материал для данной статьи, сумели целиком и полностью разобраться во всех тонкостях квантовой телепортации и квантовых вычислений. Поэтому дополнения и поправки — приветствуются.
Статья получена: Membrana.ru
Противовирусные препараты: за и против
Добро пожаловать в Армению. Знакомство с Арменией
Крыша из сэндвич панелей для индивидуального строительства
Возможно ли отменить договор купли-продажи квартиры, если он был уже подписан
Как выбрать блеск для губ
Чего боятся мужчины
Как побороть страх перед неизвестностью
Газон на участке своими руками
Как правильно стирать шторы
Как просто бросить курить
- 1906 -
