У квантној механици, испреплетање је појава у којој се две или више честица повезују на такав начин да се стање једне честице не може описати независно од стања других, чак и када су раздвојене великим растојањима. Овај феномен је био предмет великог интересовања због своје некласичне природе и примене у квантној обради информација.
Када говоримо о раздвојеним квантним стањима у својим суперпозицијама у односу на тензорски производ, у суштини говоримо о томе да ли је могуће одвојити честице и описати њихова стања појединачно, независно једно од другог. Да бисмо разумели овај концепт, потребно је да се удубимо у математички оквир квантне механике и формализам тензорског производа.
У квантној механици, стање система се описује комплексним вектором у Хилбертовом простору. Када су два система заплетена, њихово заједничко стање се описује једним вектором у композитном Хилбертовом простору који се добија узимањем тензорског производа појединачних Хилбертових простора система. Математички, ако имамо два система А и Б са стањима |ψ⟩ и |φ⟩ респективно, заједничко незаплетено стање композитног система је дато са |Ψ⟩ = |ψ⟩ ⊗ |φ⟩.
Кључна ствар коју треба приметити је да се запетљано стање |Ψ⟩ не може раставити у појединачна стања за системе А и Б. То значи да својства појединачних система нису добро дефинисана независно једно од другог. Запетљано стање показује корелације које су јаче од било које класичне корелације и не могу се објаснити локалним теоријама скривених варијабли.
Сада, враћајући се на питање раздвајања заплетених стања у њиховим суперпозицијама коришћењем тензорског производа, важно је разумети да је само заплетено стање суперпозиција различитих стања појединачних система. Када извршимо мерења на једној од испреплетених честица, стање друге честице тренутно пада у одређено стање, чак и ако су две честице далеко једна од друге. Овај тренутни колапс је познат као квантна не-локалност и представља обележје запетљаности.
Стога, у контексту формализма тензорског производа, заплетена стања се не могу раздвојити у појединачне суперпозиције за конститутивне системе. Преплитање траје чак и када се уплетене честице раздвоје, а мерење једне честице тренутно утиче на стање друге честице. Ова нелокална корелација је фундаментални аспект испреплетености и разликује је од класичних корелација.
Да бисмо илустровали овај концепт, размотримо чувени пример парадокса ЕПР (Ајнштајн-Подолски-Розен), где су две заплетене честице припремљене у таквом стању да су њихови спинови у корелацији. Када се измери спин једне честице дуж одређеног правца, спин друге честице се тренутно одређује, без обзира на растојање између њих. Ова тренутна корелација пркоси класичној интуицији и наглашава не-локалну природу запетљаности.
Квантно заплетена стања се не могу раздвојити у њиховим суперпозицијама у односу на тензорски производ. Замршено стање композитног система је стање које се не може факторизовати и које показује не-локалне корелације између испреплетених честица. Ова не-локална корелација је основна карактеристика запетљаности и игра кључну улогу у различитим задацима обраде квантне информације.
Остала недавна питања и одговори у вези ЕИТЦ/КИ/КИФ Куантум Информатион Фундаменталс:
- Како функционише капија квантне негације (квантно НЕ или Паули-Кс капија)?
- Зашто је Адамард капија самореверзибилна?
- Ако измерите 1. кубит Белл стања у одређеној бази, а затим измерите 2. кубит у бази ротираној за одређени угао тхета, вероватноћа да ћете добити пројекцију на одговарајући вектор једнака је квадрату синуса од тхета?
- Колико битова класичне информације би било потребно да се опише стање произвољне суперпозиције кубита?
- Колико димензија има простор од 3 кубита?
- Да ли ће мерење кубита уништити његову квантну суперпозицију?
- Могу ли квантне капије имати више улаза него излаза на сличан начин као класичне капије?
- Да ли универзална породица квантних капија укључује ЦНОТ капију и Адамардову капију?
- Шта је експеримент са двоструким прорезом?
- Да ли је ротирање поларизационог филтера еквивалентно промени основе мерења поларизације фотона?
Погледајте више питања и одговора у ЕИТЦ/КИ/КИФ Куантум Информатион Фундаменталс