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《量子信息讲座第六讲量子隐形传态》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。
1、讲座量子信息讲座31)第六讲量子隐形传态郭光灿郭涛郑仕标王青俊(中国科学技术大学物理系,合肥230026)摘要量子隐形传态是一个新颖和有趣的研究课题.它是量子力学奇妙特性的一种应用.文章阐述了量子隐形传态的基本原理,以及EPR效应,Bell基测量等相关的概念,并介绍基于量子光学技术而实现的两个量子隐形传态的成功实验.关键词量子隐形传态,EPR效应,Bell基QUANTUMTELEPORTATIONGuoGuangcanGuoTaoZhengShibiaoWangQingjun(DepartmentofPhysics,UniversityofScience
2、andTechnologyofChina,Hefei230026)AbstractQuantumteleportation,basedoncertainstrikingfeaturesofquantummechanics,isanovelandinterestingsubject.Thefundamentalprinciplesunderlyingquantumteleportation,alongwithrelatedconceptssuchastheEPReffectandBellbasismeasurement,isreviewed.Wealsod
3、escribetwosuccessfulexperimentsrecentlyperformed.KeywordsQuantumteleportation,EPReffect,Bellbasis然界中相关的原子在这股神奇力量作用下汇集1何谓量子隐形传态起来并构造成与原来一模一样的人或物.更接近于物理规律的一种想法是:先提取原物的所在科幻电影或神话小说中,常常出现这样有信息,并将这些信息传送到接收地点,然后依的场面:一个神秘人物在某个地方突然消失掉,其后却在别的地方莫明其妙地显现出来.远距3国家高等学校博士学科点专项科研基金资助项目隐形传物(telepor
4、tation)的概念即来源于此.人1997-09-29收到初稿,1998-09-15修回们可以将这种隐形传物的过程想像成为如下图1)“Teleportation”常被译成“远距传物”,其实并不准确。按像:有股神奇的力量将被传送的人或物瞬间地照该词所描述的情景,与我国古代神话中常用的“遁”更离解掉,被离解的各种基本单元(如原子)弥散接近。为更突出其物理含义,我们认为“QuantumTele2portation”应理解为量子态的隐形传送,强调其无影无踪于大自然中,于是这个人或物便在人们面前消的传送特征,因此我们取此意而译为“量子隐形传态”失掉,随后在另一个地
5、方则发生相反的过程,自·120·物理据这些信息,选取与构成原物完全相同的基本同的量子态,原物的量子态在发送者进行测量单元(如原子),制造出原物的完美的复制品.遗及提取经典信息时已遭破坏.因此,这是一种量憾的是,这种实现远距隐形传物的方法是违背子态的隐形传送,最终恢复原物量子态的粒子量子力学的不确定关系的.不确定关系认为,不也可以不必与原物同类,只要它们满足相同的可能对一个物体(量子体系)的所有物理量都进量子代数即可.由于经典信息对量子态的隐形行精确测量,因而提取一个物体的所有信息是传送是必不可少的(否则将违背量子不可克隆不可能的.当然,人们还可以提出另一
6、种不必对定理),而经典信息传递速度不可能快于光速,物体进行力学量测量的可能方案.按照量子力因此,量子隐形传态也不会违背相对论的光速学的理论,物体的全部信息可由其量子态给出,最大原理.换句话说,只要我们能精确地复制物体的量子为了更清楚地描述量子隐形传态的基本原态,并使远处相同类型的原子集合处于与原物理,我们必须先介绍一下著名的EPR(Einstein完全相同的量子态上,则这种隐形传物也就成-Podolsky-Rosen)效应和Bell基.为现实.可惜的是,完全精确地复制量子态是不可能的,它违背了量子力学的一条基本定理,即2EPR效应和Bell基[1]量子不
7、可克隆定理,也就是说,通用的量子复制机是不存在的.因此,隐形传物只不过是种1935年,Einstein,Podolsky和Rosen三人幻想而已.当然还必须指出,隐形传物与医学上提出一个被人们称为EPR佯谬的著名假想实[3]广泛采用的CT技术以及通讯中的传真技术是验,其本意是企图证明量子力学是不完备不同的.CT技术恢复出的图像仅仅是视觉效的.这个实验原理可作如下表述:设想总自旋为应,而不是被传送后的物,传真的图像在量子力零的两个自旋为Ü/2的粒子A和B(俗称为学的层次上看,由于不确定原理的限制,它不可EPR粒子对)沿相反方向传输.按照量子力学能与原来的图
8、像一模一样.理论,在某个方向上测量粒子A(或B)的自旋,1993年,Bennet
