Στον τομέα της κβαντικής εμπλοκής, ο διαχωρισμός δύο μπερδεμένων συστημάτων σε απόσταση δεν μειώνει το επίπεδο εμπλοκής τους. Αυτή η θεμελιώδης αρχή προκύπτει από τη μη τοπική φύση της εμπλοκής, όπου οι κβαντικές καταστάσεις των εμπλεκόμενων σωματιδίων αλληλοσυνδέονται ανεξάρτητα από τον χωρικό διαχωρισμό μεταξύ τους. Η εμπλοκή μεταξύ δύο συστημάτων είναι ένα μοναδικό κβαντικό φαινόμενο που αψηφά τις κλασικές διαισθήσεις, αναδεικνύοντας την περίπλοκη φύση της κβαντικής μηχανικής.
Όταν δύο σωματίδια μπλέκονται, οι κβαντικές τους καταστάσεις συσχετίζονται με τέτοιο τρόπο ώστε η μέτρηση του ενός σωματιδίου να καθορίζει στιγμιαία την κατάσταση του άλλου, ανεξάρτητα από την απόσταση που τα χωρίζει. Αυτό το φαινόμενο, γνωστό ως «απόκοσμη δράση σε απόσταση» από τους Αϊνστάιν, Ποντόλσκι και Ρόζεν (EPR), υπογραμμίζει τη μη τοπική φύση της διαπλοκής. Τα μπερδεμένα σωματίδια δεν διαθέτουν μεμονωμένες καταστάσεις αλλά μάλλον υπάρχουν σε μια κοινή κβαντική κατάσταση που περιγράφεται από μια συνάρτηση κοινού κύματος.
Η εμπλοκή μεταξύ δύο συστημάτων ποσοτικοποιείται με ένα μέτρο γνωστό ως εντροπία εμπλοκής, το οποίο χαρακτηρίζει τον βαθμό συσχέτισης μεταξύ των σωματιδίων. Αυτό το μέτρο παραμένει σταθερό ανεξάρτητα από τον χωρικό διαχωρισμό μεταξύ των εμπλεκόμενων συστημάτων. Ακόμα κι αν τα μπερδεμένα σωματίδια διαχωρίζονται σε τεράστιες αποστάσεις, η εντροπία εμπλοκής τους δεν μειώνεται, επιδεικνύοντας τη στιβαρότητα της εμπλοκής έναντι του χωρικού διαχωρισμού.
Επιπλέον, πειραματικές επιδείξεις εμπλοκής σε σημαντικές αποστάσεις, όπως πειράματα κβαντικής τηλεμεταφοράς που πραγματοποιήθηκαν μεταξύ της Γης και των δορυφόρων στο διάστημα, έχουν επικυρώσει την εμμονή της εμπλοκής σε μεγάλες χωρικές κλίμακες. Αυτά τα πειράματα ενισχύουν την αντίληψη ότι η εμπλοκή υπερβαίνει τα χωρικά όρια και παραμένει ανεπηρέαστη από τον διαχωρισμό μεταξύ μπερδεμένων συστημάτων.
Ο διαχωρισμός δύο μπερδεμένων συστημάτων σε απόσταση δεν μειώνει το επίπεδο εμπλοκής τους λόγω της μη τοπικής φύσης της εμπλοκής, όπου οι κβαντικές καταστάσεις των εμπλεκόμενων σωματιδίων παραμένουν αλληλένδετες ανεξάρτητα από τον χωρικό διαχωρισμό. Αυτή η θεμελιώδης αρχή υπογραμμίζει τις μοναδικές και αντιδιαισθητικές πτυχές της κβαντικής εμπλοκής, καθιστώντας την ακρογωνιαίο λίθο της επιστήμης της κβαντικής πληροφορίας.
Άλλες πρόσφατες ερωτήσεις και απαντήσεις σχετικά με Κβαντικές βασικές αρχές πληροφοριών EITC/QI/QIF:
- Πώς λειτουργεί η πύλη κβαντικής άρνησης (quantum NOT ή Pauli-X gate);
- Γιατί η πύλη Hadamard είναι αυτοαναστρέψιμη;
- Εάν μετρήσετε το 1ο qubit της κατάστασης Bell σε μια ορισμένη βάση και στη συνέχεια μετρήσετε το 2ο qubit σε μια βάση περιστρεφόμενη κατά μια ορισμένη γωνία θήτα, η πιθανότητα να λάβετε προβολή στο αντίστοιχο διάνυσμα είναι ίση με το τετράγωνο του ημιτόνου του θήτα;
- Πόσα bit κλασικής πληροφορίας θα απαιτούνταν για να περιγραφεί η κατάσταση μιας αυθαίρετης υπέρθεσης qubit;
- Πόσες διαστάσεις έχει ένας χώρος 3 qubits;
- Θα καταστρέψει η μέτρηση ενός qubit την κβαντική υπέρθεση του;
- Μπορούν οι κβαντικές πύλες να έχουν περισσότερες εισόδους από εξόδους όπως οι κλασσικές πύλες;
- Η παγκόσμια οικογένεια κβαντικών πυλών περιλαμβάνει την πύλη CNOT και την πύλη Hadamard;
- Τι είναι ένα πείραμα διπλής σχισμής;
- Είναι η περιστροφή ενός φίλτρου πόλωσης ισοδύναμη με την αλλαγή της βάσης μέτρησης της πόλωσης φωτονίων;
Δείτε περισσότερες ερωτήσεις και απαντήσεις στο EITC/QI/QIF Quantum Information Fundamentals