El entrelazamiento también permite que se actúe sobre múltiples estados simultáneamente, a diferencia de los bits clásicos que solo pueden tener un valor a la vez. El entrelazamiento es un ingrediente necesario de cualquier computación cuántica que no se puede realizar de manera eficiente en una computadora clásica.
– "Qubit" , Wikipedia
Pensé que esta era la definición de superposición . ¿Por qué es tan importante el entrelazamiento cuántico en la computación cuántica, hasta el punto de que los avances también se miden en número de qubits entrelazados?
Ambos términos dependen de la base en la que se encuentre, lo que puede hacerlos un poco arbitrarios. Por ejemplo, pienso en una sola partícula en el estado como en una superposicin, aunque alguien que prefiera la base puede estar en desacuerdo y llamarlo su estado propio (ambos tenemos razón). De manera similar, el entrelazamiento es algo que solo entendemos si trabajamos en la base de una sola partícula. Allí, definimos un estado entrelazado como un estado que no se puede escribir como un producto de estados de una sola partícula . Por un estado de una sola partícula, me refiero a algo que se puede escribir como para dos partículas.
Por ejemplo, no está enredado, ya que es solo el producto de y . Este es un estado muy correlacionado, pero no está entrelazado. Aquí, estoy usando el subíndice para indicar qué partícula. Un ejemplo de un estado que no está enredado es:
esto es porque puedo escribirlo como:
Por otro lado, los siguientes estados están enredados:
Este último es conocido como un estado de Bell . No puede escribir ninguno de estos estados como genérico : ¡Adelante, inténtalo!
Una métrica más práctica que uso es: ¿el resultado de medir el estado de una partícula cambia mi expectativa del estado de otra? En caso afirmativo, las partículas deben estar entrelazadas. (Advertencia: si la respuesta es no, ¡no descarta el enredo! Es posible que necesite un experimento más inteligente). Por ejemplo, si empiezo con , y sé que mediré que la segunda partícula es , independientemente de la base en la que mida la primera partícula. Sin embargo, si empiezo con el estado , Tengo probabilidades midiendo que la segunda partícula es o . Si mido que la primera partícula es , de repente sé que voy a medir la segunda partícula es . He aprendido algo sobre la segunda partícula solo midiendo la primera. Una medición de la primera partícula ha cambiado las probabilidades del resultado de medir la segunda, el sello distintivo del entrelazamiento.
Nota al margen: si un amigo coloca dos canicas en una bolsa y promete que ambas son rojas o azules, obtendrás un resultado similar al de mi segundo experimento. Pero esto no es un enredo, ¡es solo una clásica falta de conocimiento! Mi experimento propuesto para medir el entrelazamiento de , midiendo cada partícula en el La base es convincente solo si sabes que comenzaste en un estado mecánico cuántico puro. En realidad, necesitas un experimento más inteligente para demostrar que tienes un estado enredado. Los ejemplos incluyen la desigualdad de Bell y la desigualdad CHSH .
Un estado entrelazado es esencialmente una superposición de estados de diferentes qubits, de tal manera que no pueden factorizarse en un producto tensorial de estados individuales, como el estado de Bell.
Es importante usar el entrelazamiento, en lugar de la superposición, como un recurso en la computación cuántica, porque si solo permite estados de superposición de un solo qubit, una computadora clásica puede simular la computación de manera eficiente. Más específicamente, dado que puede escribir todos los estados de un solo qubit como
Es importante tener en cuenta que el entrelazamiento no tiene por qué ser todo lo que hay en la computación cuántica, ya que algunos estados no entrelazados pueden exhibir un comportamiento no clásico. Esta es una de las razones por las que algunos defienden la discordia cuántica como una mejor figura de mérito para la "no clasicismo" de un estado.
En general , la superposición se refiere a una sola partícula que tiene una combinación ("superposición") de dos estados. Por ejemplo, un fotón que tenga una combinación de polarización vertical y horizontal.
El entrelazamiento generalmente se refiere a diferentes partículas que tienen estados cuánticos correlacionados. Por ejemplo, el espín de dos electrones (separados físicamente) es antiparalelo.
Un qubit puede exhibir tanto superposición como entrelazamiento, lo que no ocurre con los 'bits' clásicos.
El entrelazamiento se puede utilizar como una herramienta en la computación cuántica, por ejemplo, en la codificación 'superdensa', que puede transportar dos bits de información clásica a través de un solo qubit entrelazado.
Lo mejor de los qubits es que pueden existir en superposición de múltiples estados. También pueden hacer varias cosas al mismo tiempo. Pero, para hacer cálculos complejos, necesitan trabajar juntos. El entrelazamiento cuántico puede ser clave para eso. La investigación sobre "Cómo" todavía está en progreso. Solo eche un vistazo a su característica: si separa dos qubits entrelazados y destruye la superposición de estado de uno de los qubits por Quantum Decoherence, el otro qubit completamente aislado recibirá una alerta instantánea (más rápido que la luz). La superposición de estado de otro qubit también se perderá y terminará con el estado exactamente opuesto al del primer qubit.
unsym