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数学、物理、力学中的趣味问题  
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关于Bell态及量子隐形传态(Teleportation)
   

 

先研究一个简单逻辑游戏。

 

假定AliceBobClare三人分别持有ABC三个球。 每个球可能是黑色,也可能是白色,但外面都有绿色涂层, 所以三人都不知道自己的球涂层内是黑还是白。有一种仪器可以透过涂层判断任何两球是否同色。又假定Bob通过检验已经知道了B球与A球是否同色。

 

Alice检验A球与Clare交给她的C球的是否同色,用01代表测试的两种可能结果,即0代表同色,1代表异色。 那么当她将表示测试结果的那个数字用传统通讯方式通知给Bob时,这时无论BobAlice相距多远,Bob仍然可以根据该数字代表的含义判断B球与C球是否同色,而且知道如何调整B球的颜色使其与C球的颜色一致。

 

如果将球改为光子,颜色改为光子的偏振是水平还是竖直,以上游戏就是现在的量子隐形传态试验。

 

该试验中的主要技术问题是如何制造光子对, 并在分别保持偏振方向不改变的情况下,将光子AB分别传给AliceBob,并使Bob在得到Alice发来的数字时光子B在其控制范围内。

 

其实在此传输中,除了C球的颜色(光子的偏振态)与B是否相同外,Bob并不知道C球(光子)的任何其它信息,如球的重量、材质(光子的频率、自旋)等。而且如果Bob不做调整,B的偏振还是原来的偏振。

 

以上的比喻并不是无根据的臆断。《Bell态及量子隐形传态的内涵》一文给出了以上比喻的数学依据,并给出了更有效的传输方法。该文发布在我的博客:

http://blog.sciencenet.cn/home.php?mod=space&uid=553379&do=blog&id=530463

 

 

 
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