Teleportacja kwantowa

=======================================================================

Do przeprowadzenia kwantowej teleportacji niezbędne jest źródło splątanych cząstek, np. fotonów, i z tym na ogół nie ma problemu, jest wiele cząsteczek lub atomów, które można wprowadzić do takiego stanu wzbudzonego, z którego powrót do podstawowego wiąże się z emisją pary splątanych fotonów: jeden o polaryzacji wertykalnej, drugi horyzontalnej. Ich stan będzie opisywał wektor w przestrzeni Hilberta:

|v(1)>|h(2)> + |v(2)>|h(1)>,

Jeden ze splątanych fotonów oznaczymy E1, drugi E2. Jeden ma polaryzację v, drugi h, ale który jaką- nie wiadomo, są wszak splątane.

Potrzebne będzie też urządzenie dokonujące operacji splątywania na parze fotonów, które można nazwać splątywaczem fotonów, a które to urządzenie jest niczym innym, jak półprzepuszczalnym zwierciadłem. Idee działania splątywacz demonstruje rysunek:

na którym splątywacz splątuje (bo co może innego robić?) jeden z fotonów, E1 z parki splątanych- z trzecim fotonem oznaczonym literą K, o nieznanej polaryzacji, a więc jego stan opisuje wektor:

a |v(3)> +b |h(3)>, gdzie a, b to pewne liczby.

W splątywaczu powstają cztery typy splątanych fotonów. Trzy z tych typów par będą poruszały się w jednym kierunku; w jednym  typie par splątanych, jeden foton porusza się w kierunku prostopadłym, względem kierunku ruchu drugiego fotonu. Jeśli na drodze ruchu fotonów ustawić rejestratory- to pierwszy typ będzie rejestrowany w jednym rejestratorze, a drugi typ w obu rejestratorach. Okazuje się, że ten ostatni typ będzie opisywany funkcją o analogicznej postaci jak pierwotna para splątanych fotonów (E1, E2). Nasuwa to pomysł teleportacji fotonu K do fotonu E2. Idee teleportera przedstawia poniższy rysunek:

 

 

Zauważmy, że zawsze, jak ze splątywacza wychodzi drugi typ splątanych fotonów (E1, K)o numerach 1 i 3, wtedy automatycznie foton o numerze 2 musi być w stanie opisywanym takim wektorem, jakim był opisywany foton 3 przed splątaniem, tj. trzeci foton automatycznie teleportował się na miejsce drugiego.