Keterikatan, sebuah konsep dasar dalam mekanika kuantum, memainkan peran penting dalam berbagai tugas pemrosesan informasi kuantum. Pertanyaan apakah keterjeratan mengikuti struktur aljabar produk tensor merupakan pertanyaan yang menarik dan berakar kuat pada dasar matematika mekanika kuantum.
Dalam mekanika kuantum, keadaan sistem kuantum komposit dijelaskan oleh produk tensor dari ruang keadaan masing-masing subsistem. Misalnya, jika kita memiliki dua sistem kuantum yang dijelaskan oleh ruang Hilbert ( mathcal{H}_A ) dan ( mathcal{H}_B ), sistem komposit dijelaskan oleh ruang hasil kali tensor ( mathcal{H}_{AB} = mathcal {H}_A terkadang matematis{H}_B ). Struktur produk tensor menangkap kemungkinan korelasi antar subsistem.
Keterikatan muncul ketika keadaan sistem komposit tidak dapat difaktorkan menjadi keadaan produk dari masing-masing subsistem. Secara matematis, suatu keadaan ( left| psi rightrangle ) suatu sistem komposit dikatakan terjerat jika tidak dapat dinyatakan sebagai ( left| psi rightrangle = left| psi_A rightrangle kadang-kadang left| psi_B rightrangle ), dimana ( left| psi_A rightrangle ) dan ( kiri| psi_B rightrangle ) adalah keadaan masing-masing subsistem. Dengan kata lain, keadaan terjerat menunjukkan korelasi yang lebih kuat dibandingkan dengan apa yang dapat dijelaskan dengan cara klasik.
Pertanyaan apakah keterjeratan mengikuti struktur aljabar produk tensor dapat diatasi dengan memeriksa sifat-sifat keadaan terjerat. Salah satu sifat utama dari keadaan terjerat adalah ketidakterpisahannya, yang menyiratkan bahwa keterjeratan adalah fitur yang muncul dari struktur produk tensor sistem kuantum komposit. Ketidakterpisahan ini merupakan konsekuensi dari prinsip superposisi dalam mekanika kuantum, yang menyatakan bahwa keadaan dapat berada dalam kombinasi linear keadaan dasar.
Selain itu, keterjeratan adalah sumber daya yang memungkinkan tugas pemrosesan informasi kuantum seperti teleportasi kuantum, pengkodean superdense, dan distribusi kunci kuantum. Tugas-tugas ini bergantung pada korelasi non-lokal yang ada di negara-negara yang terjerat, yang melampaui apa yang dapat dicapai dengan sistem klasik.
Untuk mengilustrasikan konsep ini, pertimbangkan keadaan Bell yang terkenal ( left| Phi^+ rightrangle = frac{1}{sqrt{2}} (left| 00 rightrangle + left| 11 rightrangle) ) yang dibagi antara dua pihak yang berjauhan, Alice dan Bob. Keadaan ini sangat terjerat dan menunjukkan korelasi yang tidak dapat dijelaskan secara klasik. Dengan melakukan pengukuran pada qubit masing-masing, Alice dan Bob dapat mencapai korelasi sempurna, menunjukkan kekuatan keterjeratan dalam protokol informasi kuantum.
Keterikatan memang merupakan konsekuensi dari struktur aljabar produk tensor dalam mekanika kuantum. Keadaan terjerat yang tidak dapat dipisahkan muncul dari formalisme produk tensor, yang menyoroti fitur unik sistem kuantum yang melampaui deskripsi klasik.
Pertanyaan dan jawaban terbaru lainnya tentang Dasar-dasar Informasi Kuantum EITC/QI/QIF:
- Bagaimana gerbang negasi kuantum (gerbang kuantum NOT atau Pauli-X) beroperasi?
- Mengapa gerbang Hadamard dapat dibalik sendiri?
- Jika mengukur qubit ke-1 dari keadaan Lonceng pada basis tertentu dan kemudian mengukur qubit ke-2 pada basis yang diputar dengan sudut theta tertentu, peluang memperoleh proyeksi ke vektor yang bersesuaian sama dengan kuadrat sinus theta?
- Berapa banyak bit informasi klasik yang diperlukan untuk menggambarkan keadaan superposisi qubit sembarang?
- Berapa banyak dimensi yang memiliki ruang 3 qubit?
- Akankah pengukuran qubit menghancurkan superposisi kuantumnya?
- Bisakah gerbang kuantum memiliki lebih banyak masukan daripada keluaran seperti gerbang klasik?
- Apakah keluarga gerbang kuantum universal mencakup gerbang CNOT dan gerbang Hadamard?
- Apa yang dimaksud dengan eksperimen celah ganda?
- Apakah memutar filter polarisasi setara dengan mengubah dasar pengukuran polarisasi foton?
Lihat lebih banyak pertanyaan dan jawaban di EITC/QI/QIF Quantum Information Fundamentals
Lebih banyak pertanyaan dan jawaban:
- Bidang: Informasi Kuantum
- Program: Dasar-dasar Informasi Kuantum EITC/QI/QIF (pergi ke program sertifikasi)
- Pelajaran: Keterikatan Kuantum (pergi ke pelajaran terkait)
- Topik: Belitan (pergi ke topik terkait)