Kvantinis paralelizmas

Kvantinis susiejimas (angl. entanglement), taip pat žinomas, kaip kvantinė pintis ir kvantinis neatskirtinumas, – tai fundamentali kvantinės mechanikos ypatybė nusakanti kvantinių dalelių (kvantų, elektronų, fotonų, neutrinų) pozicijos, inercijos momento, sūkio arba poliarizacijos koreliaciją. Pavyzdžiui, kai viena dalelė būna 0 būsenos, tai kita su ja susieta – 1, o kai pirmoji – 1, antroji – 0. Jei viena dalelė būna superpozicijoje, kur tikimybė stebėti jos būseną ${\displaystyle \scriptstyle |0\rangle }$ yra 64%, o ${\displaystyle \scriptstyle |1\rangle }$ – 36%, tai kita sąveikaujanti dalelė bus būsenoje, kur tikimybė stebėti ${\displaystyle \scriptstyle |1\rangle }$ bus 64%, о ${\displaystyle \scriptstyle |0\rangle }$ – 36%. Kitaip tariant, dviejų kvantiškai susietų dalelių sistemos būsenų suma yra lygi vienetui. Eksperimentiškai buvo pademonstruota, kad kvantinis susiejimas gali apibrėžti net molekulių ir mažųjų deimantų savybes.

Paradoksas

Populiarusis kvantinio susiejimo paradoksas yra, kad atlikus vienos iš susietų dalelių stebėjimą, tai apibrėžia ir antrosios būseną. Nors informacija negali keliauti didesniu, nei šviesos greičiu, atlikus kvantiškai susietos dalelės stebėjimą, yra galima iš karto sužinoti informaciją apie jos antagonistės būseną, nepriklausomai nuo atstumo tarp jų. Vis dėlto, šiuo metu priimtinos bei reliatyvumo teorijos taisyklės neleidžia kvantinio susiejimo būdu perduoti jokios informacijos.

Pavyzdys

Kad tarp būtų sukurtas kvantinis sąryšis, reikia dviejų įvedinių. Iš pradžių, pirmajam atliekama Hadamardo vartų operacija, tada jis, jei, pavyzdžiui, buvo nulis pereina į superpoziciją:

${\displaystyle {\frac {1}{\sqrt {2}}}|0\rangle +{\frac {1}{\sqrt {2}}}|1\rangle }$.

Jei antras kubitas yra nulis, pirmas kubitas kartu su antru kubitu užsirašys taip:

${\displaystyle {\frac {1}{\sqrt {2}}}(|0\rangle +{\frac {1}{\sqrt {2}}}|1\rangle )|0\rangle ={\frac {1}{\sqrt {2}}}|0,0\rangle +{\frac {1}{\sqrt {2}}}|1,0\rangle }$.

Tada toliau pirmas ir antras kubitai pereina pro CNOT vartus ir antras kubitas apsisuka, jei pirmasis yra vienetas (pereinant per CNOT vartus abu kubitai yra susiejami):

${\displaystyle {\frac {1}{\sqrt {2}}}|0,0\rangle +{\frac {1}{\sqrt {2}}}|1,1\rangle }$.

Kaip matome, po šių operacijų stebėti būseną 1, kaip ir 0, yra 50% tikimybė. Bandant stebėti bet kurį kubitą, jo būsena gali būti tiek 1, tiek 0. Bet, kadangi sistemos agregatinė būsena lygi vienetui, kito kvantiškai susieto kubito reikšmė bus priešinga.

Išnašos

1. Olaf Nairz, Markus Arndt, and Anton Zeilinger, "Quantum interference experiments with large molecules", American Journal of Physics, 71 (April 2003) 319–325.
2. Lee, K. C.; Sprague, M. R.; Sussman, B. J.; Nunn, J.; Langford, N. K.; Jin, X.- M.; Champion, T.; Michelberger, P.; Reim, K. F.; England, D.; Jaksch, D.; Walmsley, I. A. (2 December 2011). "Entangling macroscopic diamonds at room temperature".

Nuorodos

• Video – kvantinis susiejimas
• Susiejimas, emuliavimas (video)
• Kvantinė interferencija 2007-09-27 iš Wayback Machine projekto.
• Interferencija su dvejais šaltiniais 2007-09-26 iš Wayback Machine projekto.
• Kvantinė pintis (techo.lt)