量子缠绕

概览

当复合系统状态不能被写成其部分的独立态时,会发生量子缠绕. 然后,在部分上的测量可以显示比任何基于本地隐藏变量的经典理论更强的相关性.

技术基础

从数学上讲,当一个纯双相态不能被因素化为指定两个子系统的状态的拉伸产物时会缠绕. 施密特分解使这个标准变得明确:不止一个非零的斯迈克系数意味着缠绕. 对于混合状态,密度操作员必须测试它是否可以被写成产地态的对流混合物. 缠绕式的 en,同心相通地取负和相关的量描述出这种非古典资源的不同方面;而密度矩阵被降低后编码为可以本地获取的统计数据.

如何运作

缠绕状态是通过相互作用或共享量子过程来制备. 当观察者选择测量设置时,量子理论预测了它们的结果的联想概率分布. 贝尔测试将这些关联性与本地现实模型所遵循的界限进行对比;再三实验发现违反量子力学.

衡量和研究方法

实验平台通过受控的相互作用,共同的排放过程或测量引起的协议来产生缠绕. 核查可能使用完整的量子状态图,缠绕证人或违反诸如CHSH等贝尔不平等. 有效的贝尔测试需要独立选择的测量设置,在进行地处位置检测时像空间一样分离相接的方式、高探测效率以及统计分析无正当理由假定不完全分布式试验. 脱节通过能见度,忠诚性、纯洁性和过程-相交测量来表现特征。

二. 主要想法

• 缠绕描述的是联合量子状态,而不是在粒子之间流动的信号.
• 测量结果即使其相关性结构高度复杂,也是个别随机的.
• 资源可以在量子信息协议中被分配,转化和消耗.

目前的研究领域

目前的研究研究多方缠绕,网络分布和在现实噪声下进行能容错操纵. 单相机限制了一个系统与几个伙伴之间如何强烈地分享某些关联,这是密码安全的重要财产. 相接蒸馏器通过多对吵闹的配体来换取更少高活性能成双,而量子中继机则结合了存储、互换和净化以扩大范围. 开放的问题包括:大型多体态的可扩展认证,具有实用率的设备独立协议等;以及确定哪些形式的缠绕在指定的物理架构中提供了明显的计算或计量优势.

为什么它很重要

缠绕是量子电传、装置独立安全性,精确感知和许多能计算分数的优势的基础。 它也提供了古典直觉和量子理论之间最明确的实验界限之一.

限制和未决问题

缠绕无法使通讯速度快于光速. 真正的设备也因为噪音和与环境的相互作用而失去有用的一致性,因此创建并验证被缠绕的大系统在技术上仍然很困难.