การบังคับเลี้ยวแบบควอนตัม – เป็นปรากฏการณ์ที่แปลกประหลาดและไม่ใช่เฉพาะที่ซึ่งคล้ายกับการพัวพันด้วยควอนตัม – ไม่สามารถจำลองได้อย่างสมบูรณ์โดยการทำงานร่วมกันระหว่างระบบที่บังคับเลี้ยวและระบบภายนอก ทฤษฎีบท “ไม่โคลนนิ่ง” ใหม่นี้เป็นผลมาจากผลงานของนักวิจัยในประเทศจีนที่ศึกษาสถานการณ์ที่เกิดขึ้นเมื่อหนึ่งในสองฝ่ายที่มีสถานะควอนตัมร่วมกันไม่ไว้วางใจแหล่งที่มาของอนุภาคควอนตัมที่ใช้เพื่อสร้างสถานะนั้น นอกจากจะมีความสำคัญต่อฟิสิกส์พื้นฐานแล้ว การค้นพบนี้อาจมี
เกี่ยวข้องกับการเข้ารหัสแบบควอนตัมและการคำนวณด้วยควอนตัม
คอมพิวเตอร์ทั่วไปเก็บข้อมูลเป็น “บิต” ที่มีค่า 1 หรือ 0 ในทางตรงกันข้าม คอมพิวเตอร์ควอนตัมเก็บข้อมูลในระบบควอนตัมสองระดับ เช่น สถานะโพลาไรเซชันในแนวนอนและแนวตั้งของโฟตอนหรือการ “หมุนขึ้น” และ ” หมุนลง” สถานะของอิเล็กตรอน สถานะของควอนตัมบิตหรือคิวบิตเหล่านี้ไม่ได้จำกัดอยู่ที่ 0 และ 1; พวกเขายังสามารถอยู่ในชุดค่าผสมระดับกลางที่เรียกว่าการซ้อนทับ อย่างไรก็ตาม สถานะที่สมบูรณ์ของระบบควอนตัมไม่สามารถรู้ได้ทั้งหมด หมายความว่าห้ามทำซ้ำ qubits ที่สมบูรณ์แบบ นี่คือสิ่งที่เรียกว่าทฤษฎีบท “ไม่โคลนนิ่ง” และเป็นพื้นฐานของการเข้ารหัสแบบควอนตัม
หลักการสำคัญอีกประการหนึ่งคือ คิวบิตตั้งแต่สองคิวขึ้นไปสามารถพันกันได้ หมายความว่าพวกมันมีความสัมพันธ์ใกล้ชิดกันมากกว่าที่ฟิสิกส์คลาสสิกอนุญาต เมื่อสองคิวบิตพันกัน การวัดสถานะของหนึ่งในนั้นจะบอกสถานะของวินาทีโดยอัตโนมัติ ไม่ว่าพวกมันจะห่างกันแค่ไหนก็ตาม ตัวอย่างเช่น หากคุณทราบการหมุนของอนุภาคหนึ่ง คุณสามารถระบุได้ว่าของอีกอนุภาคหนึ่ง
อัลเบิร์ต ไอน์สไตน์พบว่าลักษณะนี้ของการพัวพันทำให้ไม่สงบ เนื่องจากมันบอกเป็นนัยว่าอนุภาคที่พันกันอาจส่งผลกระทบต่อสถานะของกันและกันในลักษณะที่ไม่ใช่เฉพาะ ซึ่งเขาเรียกว่า “การกระทำที่น่ากลัวในระยะไกล” ในบทความที่ตีพิมพ์ในปี 1935 เขาและเพื่อนร่วมงานของเขา Boris Podolsky และ Nathan Rosen ได้โต้เถียงกับ nonlocality รูปแบบนี้ และกลายเป็นที่รู้จักในชื่อ EPR paradox ตามชื่อย่อของพวกเขา อย่างไรก็ตาม การวิจัยในภายหลังพบว่าข้อโต้แย้งของพวกเขาไม่ถูกต้อง: รางวัลโนเบลสาขาฟิสิกส์ปี 2022 ตกเป็นของนักทดลองสามคน ซึ่งต่อยอดจากผลงานของนักทฤษฎีผู้ล่วงลับ จอห์น สจ๊วร์ต เบลล์ แสดงให้เห็นว่าสิ่งพัวพัน โลกทางกายภาพ
ความพัวพันของควอนตัมไม่ได้เป็นเพียงรูปแบบเดียวของ
nonlocality ในทฤษฎีควอนตัม อีกประเภทหนึ่งเรียกว่าการบังคับเลี้ยวแบบควอนตัม ได้รับการแนะนำครั้งแรกโดย Erwin Schrödinger ในลักษณะทั่วไปของ EPR paradox ในการพัวพันควอนตัม ทั้งสองฝ่ายที่เกี่ยวข้องในธุรกรรมควอนตัม (รู้จักกันในชื่ออลิซและบ็อบ) ต่างเชื่อมั่นในแหล่งที่มาของอนุภาคควอนตัมที่ใช้สร้างสถานะของตน การบังคับเลี้ยวแบบควอนตัมทำให้เกิดความไม่สมดุลกับการตั้งค่านี้: ตอนนี้มีเพียงแหล่งข้อมูลเดียวเท่านั้น (เช่น ของอลิซ) ที่น่าเชื่อถือ สิ่งนี้ทำให้อลิซสามารถ “ชี้นำ” สถานะของอนุภาคที่ Bob สังเกตได้ ซึ่งหมายความว่าการวัดที่เธอทำกับครึ่งหนึ่งของคู่อนุภาคที่พัวพันกันจะส่งผลต่อสถานะของครึ่งหนึ่งของ Bob ในแบบที่ไม่สามารถอธิบายได้แบบดั้งเดิม
“หลักการบังคับเลี้ยวที่ไม่มีการโคลนนิ่ง” ที่แสดงให้เห็นในงานใหม่นี้ช่วยเพิ่มความเข้าใจของเราเกี่ยวกับรูปแบบของความไม่เป็นท้องถิ่นนี้ Fu-Lin Zhangหัวหน้าทีมนักวิจัยจากDepartment of Physics แห่ง Tianjin UniversityและChern Institute of Mathematics แห่ง Nankai Universityกล่าวว่า “ทฤษฎีบทดั้งเดิมที่ไม่มีการโคลนนิ่งระบุว่าไม่มีการดำเนินการทางกายภาพใดที่สามารถคัดลอกสถานะควอนตัมที่ไม่รู้จักได้อย่างสมบูรณ์แบบ” . “การค้นพบของเราบ่งชี้ว่าการควบคุมควอนตัมในสถานะที่ทราบนั้นไม่สามารถคัดลอกได้อย่างสมบูรณ์หากสถานะนั้นเป็น ‘ควอนตัมเกินไป’”
นักวิจัยยังพบว่าความสัมพันธ์เชิงควอนตัมประเภทที่เกี่ยวข้องอย่างใกล้ชิดซึ่งเรียกว่าการบังคับเลี้ยวแบบ EPR สามารถโคลนได้บางส่วน การบังคับเลี้ยวแบบ EPR มีอยู่ในสถานะที่สามารถใช้เพื่อสาธิตการบังคับเลี้ยวแบบควอนตัมได้อย่างน่าเชื่อ แม้ว่าผู้สังเกตการณ์ของสถานะที่ถูกบังคับเลี้ยวจะไม่เชื่อถือเครื่องมือวัดก็ตาม ดังนั้นจึงถือได้ว่าเป็นคุณสมบัติควอนตัมที่ “แข็งแกร่ง” มากกว่าการควบคุมด้วยควอนตัม Zhang อธิบาย “ในงานข้อมูลควอนตัมระหว่างอลิซและบ็อบถูกโจมตีโดยบุคคลที่สาม ‘ชาร์ลี’ โดยใช้เครื่องโคลน ผลลัพธ์ของเรากำหนดเกณฑ์ในการบังคับ EPR ระหว่างอลิซและบ็อบ เพื่อไม่รวมการบังคับ EPR ระหว่างอลิซกับชาร์ลี” เขาบอกPhysics World .
“การไม่โคลนนิ่งของควอนตัมพวงมาลัยเป็นผลมาจากการซ้อนทับของควอนตัม เช่นเดียวกับทฤษฎีบทดั้งเดิมที่ไม่มีการโคลนนิ่งและไม่ต้องเคลื่อนที่” เขากล่าวเสริม “และหลักฐานของเราก็ขึ้นอยู่กับทฤษฎีบทที่ไม่มีการเผยแพร่ ซึ่งก็คือ ระบบการไม่โคลนแบบขยายของสถานะ ‘ผสม’ (ในระบบคอมโพสิต)”
นักวิจัยกำลังตรวจสอบว่าระดับของ “ควอนตัม” ส่งผลต่อทฤษฎีบทอื่น ๆ อย่างไร “เรากำลังศึกษาโปรโตคอลของการแบ่งปัน nonlocality และข้อมูลควอนตัมประเภทอื่น ๆ กับผู้สังเกตการณ์หลายคนในกรอบของการโคลนนิ่งควอนตัม” Zhang เผย “หัวข้อของการแบ่งปันข้อมูลนอกพื้นที่ดังกล่าวเป็นพื้นฐานในวิทยาศาสตร์ข้อมูลควอนตัม”
แนะนำ : รีวิวซีรี่ย์เกาหลี | ลายสัก | รีวิวร้านอาหาร | โทรศัพท์มือถือ ราคาถูก | เรื่องย่อหนัง
