კვანტური მექანიკის სფეროში, კვანტური ჩახლართულობა არის ფენომენი, როდესაც ორი ან მეტი ნაწილაკი ერთმანეთთან დაკავშირებულია ისე, რომ ერთი ნაწილაკის მდგომარეობა არ შეიძლება აღწერილი იყოს სხვა მდგომარეობიდან დამოუკიდებლად, თუნდაც დიდი მანძილით დაშორებით. ეს ფენომენი ინტენსიური შესწავლის საგანი გახდა კვანტურ გამოთვლებზე, კრიპტოგრაფიასა და კვანტური თეორიის ფუნდამენტურ ასპექტებზე მისი გავლენის გამო.
საკითხი იმის შესახებ, შეიძლება თუ არა კვანტური ჩახლართულობა გამოწვეული იყოს ადგილობრივი ურთიერთქმედებით, ფუნდამენტურია კვანტური ინფორმაციის თეორიის სფეროში. ტრადიციულ კვანტურ მექანიკაში, ჩახლართულობა ხშირად იქმნება პროცესის მეშვეობით, სადაც ორი ან მეტი ნაწილაკი ურთიერთქმედებს ისე, რომ მათი თვისებები ხდება კორელაციაში. ეს შეიძლება მოხდეს სხვადასხვა მექანიზმის საშუალებით, როგორიცაა ფოტონების ემისია და შთანთქმა, ან ურთიერთქმედების გზით, რომელიც შუამავლობს საერთო გარემოში.
ჩახლართულობის ერთ-ერთი მთავარი მახასიათებელია ის, რომ მას შეუძლია შენარჩუნდეს მაშინაც კი, როდესაც ჩახლართული ნაწილაკები დიდი მანძილით არის დაშორებული. ჩახლართულობის ეს არალოკალური ბუნება არის ის, რაც მას ასეთ მძლავრ რესურსად აქცევს ისეთი ამოცანებისთვის, როგორიცაა კვანტური ტელეპორტაცია და სუპერმკვრივი კოდირება. თუმცა, ჩნდება კითხვა, შეიძლება თუ არა ჩახლართულობის შექმნა მხოლოდ ლოკალური ურთიერთქმედების გზით, სადაც ნაწილაკები ურთიერთქმედებენ მხოლოდ მათ უშუალო გარემოსთან.
კვანტური ჩახლართულობის კონტექსტში, ზოგადად მიჩნეულია, რომ ჩახლართულობა არ შეიძლება გამოწვეული იყოს წმინდა ლოკალური ურთიერთქმედებით. ეს ცნობილია, როგორც ჩახლართული მონოგამია, პრინციპი, რომელიც ამბობს, რომ თუ ორი ნაწილაკი მაქსიმალურად არის ჩახლართული ერთმანეთთან, ისინი არ შეიძლება იყოს ჩახლართული სხვა ნაწილაკთან. ეს გულისხმობს, რომ ჩახლართულობა არის რესურსი, რომელიც არ შეიძლება შეიქმნას ადგილობრივად, არამედ მოითხოვს არალოკალურ ურთიერთქმედებებს გენერირებისთვის.
ამ კონცეფციის საილუსტრაციოდ განვიხილოთ ორი სპინი-1/2 ნაწილაკის შემთხვევა, რომლებიც თავდაპირველად პროდუქტიულ მდგომარეობაში არიან. თუ ეს ნაწილაკები ურთიერთქმედებენ მხოლოდ ერთმანეთთან ლოკალური ურთიერთქმედებით, ისინი არ შეიძლება ჩახლართონ ისე, რომ არღვევენ ჩახლართულობის მონოგამიას. ნებისმიერი ჩახლართულობა, რომელიც წარმოიქმნება ამ სისტემაში, უნდა განაწილდეს ორ ნაწილაკს შორის და არ შეიძლება იყოს გაზიარებული რომელიმე სხვა გარე ნაწილაკთან.
მიუხედავად იმისა, რომ ადგილობრივმა ურთიერთქმედებამ შეიძლება გამოიწვიოს კორელაციები ნაწილაკებს შორის, ეს კორელაციები არ არის საკმარისი იმისათვის, რომ შეიქმნას ისეთი სახის არალოკალური ჩახლართულობა, რომელიც დამახასიათებელია კვანტური მექანიკისთვის. ჩახლართულობა არის კორელაციის უფრო დახვეწილი ფორმა, რომელიც ვერ აიხსნება ინფორმაციის გაცვლის ან კომუნიკაციის კლასიკური ცნებებით. ეს არის ცალსახად კვანტური ფენომენი, რომელიც წარმოიქმნება სუპერპოზიციის პრინციპიდან და კვანტური დაკვირვებადობის არაკომუტატიურობიდან.
კვანტური ჩახლართულობა არის არალოკალური ფენომენი, რომელიც არ შეიძლება გამოწვეული იყოს მხოლოდ ადგილობრივი ურთიერთქმედებით. ჩახლართულობის შესაქმნელად, როგორც წესი, საჭიროა ნაწილაკების ურთიერთქმედება ისე, რომ მათი მდგომარეობები არალოკალური გზით იყოს კორელირებული. ჩახლართულობის ეს თვისება ღრმა გავლენას ახდენს კვანტური ინფორმაციის დამუშავებაზე და მრავალი კვანტური პროტოკოლისა და ალგორითმის საფუძველს წარმოადგენს.
სხვა ბოლოდროინდელი კითხვები და პასუხები EITC/QI/QIF კვანტური ინფორმაციის საფუძვლები:
- როგორ მუშაობს კვანტური უარყოფის კარიბჭე (quantum NOT ან Pauli-X კარიბჭე)?
- რატომ არის ჰადამარდის კარიბჭე თვითშექცევად?
- თუ ბელის მდგომარეობის 1-ლი კუბიტი გავზომოთ გარკვეულ საფუძველზე და შემდეგ გავზომოთ მე-2 კუბიტი გარკვეული კუთხით თეტა ბრუნვით, ალბათობა იმისა, რომ მიიღებთ პროექციას შესაბამის ვექტორთან, ტოლია თეტას სინუს კვადრატის?
- რამდენი ბიტი კლასიკური ინფორმაცია იქნება საჭირო თვითნებური კუბიტის სუპერპოზიციის მდგომარეობის აღსაწერად?
- რამდენი განზომილება აქვს 3 კუბიტის სივრცეს?
- გაანადგურებს თუ არა კუბიტის გაზომვა მის კვანტურ სუპერპოზიციას?
- შეიძლება თუ არა კვანტურ კარიბჭეებს ჰქონდეთ მეტი შეყვანა, ვიდრე გამომავალი, ისევე როგორც კლასიკური კარიბჭეები?
- მოიცავს თუ არა კვანტური კარიბჭეების უნივერსალური ოჯახი CNOT კარიბჭეს და ჰადამარდის კარიბჭეს?
- რა არის ორმაგი ჭრილის ექსპერიმენტი?
- არის თუ არა პოლარიზებული ფილტრის ბრუნვა ფოტონის პოლარიზაციის გაზომვის საფუძვლის შეცვლას?
იხილეთ მეტი კითხვა და პასუხი EITC/QI/QIF Quantum Information Fundamentals-ში
მეტი კითხვა და პასუხი:
- საველე: კვანტური ინფორმაცია
- პროგრამა: EITC/QI/QIF კვანტური ინფორმაციის საფუძვლები (გადადით სასერტიფიკაციო პროგრამაზე)
- გაკვეთილი: კვანტური აწყობა (გადადით შესაბამის გაკვეთილზე)
- თემა: აურზაური (გადადით შესაბამის თემაზე)