文档介绍：字隐形传
课件内容
从EPR佯缪到EPR效应
Bel基测量
量子隐形传态的基本理论
试验的实现
中国学者的工作
展望
简介
量子隐形传态( quantum teleportation)是
经由经典通道和EPR通道传送未知量子态。
通俗来讲就是:将甲地的某一粒子的未知量子
态在乙地的另一粒子上还原出来。因量子力
学的不确定原理和量子态不可克隆原理,限眚
我们将原量子态的所有信息精确地全部提取
出来因此必须将原量子态的所有信息分为经
典信息和量子信息两部分,它们分别由经典通
道和量子通道送到乙地,根据这些信息,在乙地
构造出原量子态的全貌。
从EPR佯缪到EPR效应
1935年爱因斯坦、波多尔斯基和罗森( Einstein Podolsk
and rosen)等人提出一种波,其量子态
ix
exp
其中x1,x2分别代表了两个粒子的坐标,这样一个量子
态的基本特征是在任何表象下,它都不可以写成两个子系统
的量子态的直积的形式
平(xx)≠以(x)9x,)
薛定谔将这样的量子态称为纠缠态
提出纠缠态的目的在于说明在承
al effect)和实在性的前提下,量
是不完备的。并且提出了被称为
名的假想实验。
缠态的粒子,对其中一个的测量
行云影吗到力外一个粒子,无论它们相距多远
即物理要承认非局域效应(non- local effect)
玻尔完全相反的看法,他认为无论纠缠的粒子
相距多远都存在量子关联
后来理论和实验都支持玻尔说法,但上述非
局域性效应却是爱因斯坦等人根据量子力学原
理在EPR实验中揭示出来的因此人们又称之为
EPR效应。
BeI基测量
1982年法国学者 Aspect第一个在实验上证实Bell
不等式可以被违背,从而证明量子力学理论的正确性
及非局域效应的存在。对于两个两态粒子的量子系统,
存在如下四个量子态
2
(O1|O)2±1)11)2)
平)2=√2(0)1主A0))
这四个态是Bel|算符的本征态,)2为单重态其
余的为三重态它们构成四维希尔伯特空间的完备正
交归一基称为Bel基。
量子隐形传态的基本理论
量子隐形传态中****惯上,称发送者为Aice,接收者
为Bob
基本原理:Aice和Bob传送一个未知量子态,必
须事先共同分享一个纠缠的量子通道即EPR粒子对
将原物的信息分为经典信息和量子信息分别经由经
典信道和量子信道传送给接收者经典信息是发送者
对原物进行某种测量而获得的,量子信息是发送者在
测量中未提取的其余信息
Alice
被传送的量子态
经典信道
BS
粒子
纠缠对
Bob
未知量子态
粒子2
粒子3
EPR源
量子隐形传态原理图
BS代表Be11基测量,U代表转换矩阵
此过程中,原物并未被传给接收者,它始终留在
发送者处,被传送的仅仅是原物的量子态发送者
甚至可以对这个量子态一无所知,而接收者是
将别的物质单元(如粒子)变换成与原物完全
相同的量子态。这跟经典波的传播类似,比如,
波从A点传送到B点,实际上是A点的振动状态
传送到B点,而并不是A点的粒子(如声波中的
空气分子)传到B点。原物的量子态在发送者进
行测量及提取经典信息时已遭破坏
基本原理
量子隐形传态的基本原理,就是对待传送的
未知量子态与EPR对的其中一个粒子实施联
合Bell基测量,由于EPR对的量子非局域关联
特性,此时未知态的全部量子信息将会“转移”
到EPR对的第二个粒子上,只要根据经典通道
传送的Be!基测量结果,对EPR的第二个粒子
的量子态施行适当的么正变换,就可使这个粒
子处于与待传送的未知态完全相同的量子态
从而在EPR的第二个粒子上实现对未知态的
重现。