Dalam mekanika kuantum, keterjeratan adalah sebuah fenomena di mana dua partikel atau lebih menjadi terhubung sedemikian rupa sehingga keadaan satu partikel tidak dapat dijelaskan secara independen dari keadaan partikel lainnya, bahkan ketika mereka dipisahkan oleh jarak yang jauh. Fenomena ini telah menjadi perhatian besar karena sifatnya yang non-klasik dan penerapannya dalam pemrosesan informasi kuantum.
Ketika kita berbicara tentang keadaan kuantum yang dipisahkan dalam superposisinya sehubungan dengan hasil kali tensor, kita pada dasarnya membahas apakah mungkin untuk memisahkan partikel dan menggambarkan keadaannya satu per satu, secara independen satu sama lain. Untuk memahami konsep ini, kita perlu mempelajari kerangka matematika mekanika kuantum dan formalisme produk tensor.
Dalam mekanika kuantum, keadaan suatu sistem digambarkan oleh vektor kompleks dalam ruang Hilbert. Ketika dua sistem terjerat, keadaan gabungannya dijelaskan oleh sebuah vektor tunggal dalam ruang Hilbert komposit yang diperoleh dengan mengambil produk tensor dari masing-masing ruang Hilbert sistem. Secara matematis, jika kita mempunyai dua sistem A dan B dengan keadaan |ψ⟩ dan |φ⟩ berturut-turut, keadaan gabungan tidak terjerat dari sistem komposit diberikan oleh |Ψ⟩ = |ψ⟩ ⊗ |φ⟩.
Hal penting yang perlu diperhatikan di sini adalah keadaan terjerat |Ψ⟩ tidak dapat difaktorkan menjadi keadaan individual untuk sistem A dan B. Ini berarti bahwa sifat-sifat sistem individual tidak terdefinisi dengan baik secara independen satu sama lain. Keadaan terjerat menunjukkan korelasi yang lebih kuat dibandingkan korelasi klasik mana pun dan tidak dapat dijelaskan oleh teori variabel tersembunyi lokal.
Sekarang, kembali ke pertanyaan tentang pemisahan keadaan terjerat dalam superposisinya menggunakan produk tensor, penting untuk dipahami bahwa keadaan terjerat itu sendiri adalah superposisi keadaan berbeda dari sistem individual. Saat kita melakukan pengukuran pada salah satu partikel yang terjerat, keadaan partikel lainnya seketika runtuh ke keadaan tertentu, meskipun kedua partikel tersebut berjauhan. Keruntuhan seketika ini dikenal sebagai non-lokalitas kuantum dan merupakan ciri khas dari keterjeratan.
Oleh karena itu, dalam konteks formalisme produk tensor, keadaan terjerat tidak dapat dipisahkan menjadi superposisi individual untuk sistem konstituen. Keterjeratan tetap ada bahkan ketika partikel-partikel yang terjerat dipisahkan, dan pengukuran satu partikel akan mempengaruhi keadaan partikel lainnya secara instan. Korelasi non-lokal ini merupakan aspek mendasar dari keterjeratan dan membedakannya dari korelasi klasik.
Untuk mengilustrasikan konsep ini, perhatikan contoh terkenal dari paradoks EPR (Einstein-Podolsky-Rosen), di mana dua partikel terjerat dipersiapkan dalam keadaan sedemikian rupa sehingga putarannya berkorelasi. Ketika putaran satu partikel diukur sepanjang arah tertentu, putaran partikel lainnya ditentukan secara instan, berapa pun jarak di antara keduanya. Korelasi seketika ini menentang intuisi klasik dan menyoroti sifat keterjeratan yang non-lokal.
Keadaan terjerat kuantum tidak dapat dipisahkan dalam superposisinya terhadap produk tensor. Keadaan terjerat suatu sistem komposit adalah keadaan yang tidak dapat difaktorkan yang menunjukkan korelasi non-lokal antara partikel-partikel yang terjerat. Korelasi non-lokal ini merupakan fitur mendasar dari keterjeratan dan memainkan peran penting dalam berbagai tugas pemrosesan informasi kuantum.
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)