在量子力學領域,量子糾纏是一種現象,其中兩個或多個粒子相互連接,即使相距很遠,一個粒子的狀態也無法獨立於其他粒子的狀態來描述。由於其對量子計算、密碼學和量子理論基本面的影響,這種現像一直是深入研究的主題。
局域相互作用能否引發量子糾纏是量子資訊理論領域的基本問題。在傳統的量子力學中,糾纏通常是透過兩個或多個粒子以其屬性相互關聯的方式相互作用的過程產生的。這可以透過多種機制發生,例如光子的發射和吸收,或透過共享環境介導的相互作用。
糾纏的關鍵特徵之一是,即使糾纏粒子相距很遠,糾纏也能持續存在。糾纏的這種非局域性質使其成為量子隱形傳態和超密集編碼等任務的強大資源。然而,問題是糾纏是否可以純粹透過局部相互作用產生,即粒子僅與周圍環境相互作用。
在量子糾纏的背景下,人們普遍認為糾纏不能由純粹的局域相互作用所引起。這被稱為糾纏一夫一妻制,該原理指出,如果兩個粒子彼此最大程度地糾纏,則它們不能與任何其他粒子糾纏。這意味著糾纏是一種無法在本地創建的資源,而是需要非本地互動才能產生。
為了說明這個概念,請考慮兩個自旋 1/2 粒子最初處於乘積狀態的情況。如果這些粒子僅透過局部相互作用相互作用,它們就不會以違反糾纏一夫一妻制的方式糾纏在一起。在該系統中產生的任何糾纏必須分佈在兩個粒子之間,並且不能與任何其他外部粒子共用。
雖然局域相互作用可以導致粒子之間的相關性,但這些相關性不足以創建量子力學特徵的非局域糾纏。糾纏是一種更微妙的關聯形式,無法用資訊交換或通信的經典概念來解釋。它是一種獨特的量子現象,源自於疊加原理和量子可觀測量的非交換性。
量子糾纏是一種非局部現象,不能只由局域相互作用引起。糾纏的產生通常需要粒子以某種方式相互作用,使得它們的狀態以非局部方式相關。糾纏的這種特性對量子資訊處理具有深遠的影響,並構成了許多量子協議和演算法的基礎。
最近的其他問題和解答 EITC/QI/QIF 量子信息基礎:
- 量子否定閘門(量子 NOT 或 Pauli-X 閘)如何運作?
- 為什麼哈達瑪門是自可逆的?
- 如果在某個基底上測量貝爾態的第一個量子位,然後在旋轉一定角度θ的基底上測量第二個量子位,那麼得到對應向量投影的機率等於θ的正弦平方嗎?
- 需要多少位元經典資訊來描述任意量子位元疊加的狀態?
- 3 個量子位元的空間有多少個維度?
- 量子位元的測量會破壞其量子疊加嗎?
- 量子閘是否可以像經典閘一樣具有比輸出更多的輸入?
- 量子門通用家族包括 CNOT 門和 Hadamard 門嗎?
- 什麼是雙縫實驗?
- 旋轉偏振濾光片是否相當於改變光子偏振測量基礎?
查看 EITC/QI/QIF 量子信息基礎知識中的更多問題和解答