Тэарэма аб адсутнасці кланавання - фундаментальная канцэпцыя квантавай тэорыі інфармацыі, якая сцвярджае немагчымасць стварэння дакладнай копіі адвольнага невядомага квантавага стану. Гэтая тэарэма мае значныя наступствы для квантавых вылічэнняў, квантавай крыптаграфіі і пратаколаў квантавай сувязі.
Каб паглыбіцца ў спецыфіку тэарэмы аб адсутнасці кланавання, давайце спачатку зразумеем кантэкст, у якім яна дзейнічае. У класічных вылічэннях можна ствараць копіі інфармацыі без змены зыходных даных. Аднак у галіне квантавай механікі сітуацыя прынцыпова іншая з-за прынцыпаў суперпазіцыі і заблытанасці.
У квантавай механіцы кубіт можа існаваць у суперпазіцыі станаў, уяўляючы сабой камбінацыю 0 і 1 адначасова. Тэарэма аб адсутнасці кланавання, сфармуляваная Вутэрсам і Зурэкам у 1982 годзе, матэматычна даказвае, што немагчыма стварыць ідэнтычную копію адвольнага невядомага квантавага стану. Гэта азначае, што не існуе універсальнай машыны для квантавага кланавання, якая магла б ідэальна паўтарыць адвольны квантавы стан.
Каб зразумець аргументацыю тэарэмы аб адсутнасці кланавання, разгледзім наступны разумовы эксперымент. Дапусцім, у нас ёсць квантавы стан |ψ⟩, які мы хочам кланаваць. Калі б у нас была машына для кланавання, якая магла б стварыць ідэальную копію |ψ⟩, мы б парушылі прынцыпы квантавай механікі. Гэта таму, што акт вымярэння |ψ⟩ для стварэння копіі згорне яе суперпазіцыю, знішчыўшы зыходны стан у працэсе.
Акрамя таго, тэарэма аб адсутнасці кланавання мае сур'ёзныя наступствы для квантавай апрацоўкі інфармацыі. Напрыклад, у квантавай крыптаграфіі бяспека пратаколаў размеркавання квантавых ключоў абапіраецца на немагчымасць кланавання квантавых станаў. Калі б кланаванне было магчымым, падслухоўшчык мог бы перахапіць і скапіяваць квантавы ключ, не будучы выяўленым, ставячы пад пагрозу бяспеку сувязі.
Тэарэма аб адсутнасці кланавання - фундаментальны прынцып квантавай тэорыі інфармацыі, які забараняе дакладнае дубляванне адвольных невядомых квантавых станаў. Гэтая тэарэма падкрэслівае унікальныя ўласцівасці квантавай механікі і мае далёка ідучыя наступствы для квантавых тэхналогій.
Іншыя апошнія пытанні і адказы адносна Асновы квантавай інфармацыі EITC/QI/QIF:
- Як працуе квантавы варот адмаўлення (квантавы НЕ або вароты Pauli-X)?
- Чаму вароты Адамара самазваротныя?
- Калі вымераць 1-ы кубіт стану Бэла ў пэўным базисе, а затым вымераць 2-і кубіт у базисе, павернутым на пэўны вугал тэта, імавернасць таго, што вы атрымаеце праекцыю на адпаведны вектар, роўная квадрату сінуса тэта?
- Колькі біт класічнай інфармацыі спатрэбіцца для апісання стану адвольнай суперпазіцыі кубітаў?
- Колькі вымярэнняў мае прастора ў 3 кубіты?
- Ці разбурыць вымярэнне кубіта яго квантавую суперпазіцыю?
- Ці могуць квантавыя вароты мець больш уваходаў, чым выхадаў, як і класічныя вароты?
- Ці ўключае ўніверсальнае сямейства квантавых варот CNOT і Адамара?
- Што такое эксперымент з падвойнай шчылінай?
- Ці эквівалентна кручэнне палярызацыйнага фільтра змене асновы вымярэння палярызацыі фатонаў?
Глядзіце больш пытанняў і адказаў у EITC/QI/QIF Quantum Information Fundamentals