ترجمه مقاله قفل شدگی همبستگی کلاسیکی در حالت های کوانتومی

چکیده

نشان می دهیم که حالت های کوانتومی دوبخشی وجود دارند که شامل همبستگی های کلاسیکی بزرگ می باشند که می توانند توسط یک میزان کوچک نامتناسب ارتباط کلاسیکی باز شوند. به طور خاص، (2n+1) حالت کیوبیت وجود دارد که برای آن یک پیام یک بیتی اطلاعات متقابل کلاسیکی بهینه بین نتایج اندازه-گیری در زیرسیستم ها، از n/2 بیت تا n بیت را دوبرابر می کند. حالت های نشاندهنده این رفتار نیاز نیست درگیر شوند. ما محدوده حالت های نشاندهنده این پدیده را مطالعه و بزرگی آن را محدود می کنیم. مطالعه همبستگی های ممکن بین سیستم های کوانتومی توسط انیشتین، پودولسکی و روزن [1] و شرودینگر [2] آغاز شد. این پیشقدم ها با درهم تنیدگی- همبستگی کوانتومی که در فیزیک کلاسیکی وجود ندارد- سروکار داشتند. توسعه اخیر در نظریه اطلاعات کوانتومی موجب مطالعه گسترده درهم تنیدگی شده است ([3] را ببینید). به علاوه، موضوع جالب مشخص کننده انواع جالب دیگر همبستگی ها نمایان شده است.

طرح قفل شدگی ما ارتباط نزدیکی با توزیع کلید کوانتومی (QKD) مخصوصا در BB84 دارد [14]، که در آن آلیس یک بیت پایه (محاسباتی یا هادامارد) را برای هر کیوبیت بیل حفظ می کند. انتقال حالت قفل شده همبستگی کلاسیکی بین آلیس و هر استراق سمع کننده (Eve) را محدود و او را از مداخله بدون اختلال بازمی دارد. انتشار بیت های پایه در یک مرحله بعدی آلیس و باب را قادر به باز کردن همبستگی می گرداند. به علاوه، همبستگی بازشده غیرکامل (به صورت نشان داده شده توسط بیت های آزمایشی) مداخله Eve را آشکار می کند. اما، در BB84، یک بیت برای هر بیت برای باز شدن ارسال می کند و هیچ رفتار اکستریم بازشدگی به صورت نشان داده شده در مثال¬های ما وجود ندارد.

تحقیق بیشتر در پدیده قفل شدگی ارزشمند خواهد بود. برای مثال، ما تفاوت هایی را در اثر قفل شدگی توسط کلیدهای کوانتومی و کلاسیکی دیده ایم. عامل مهم دیگر موثر بر قدرت قفل شدگی تعداد دورهای ارتباطی مجاز می باشد. در حقیقت،اگر حالت را در معادله (5) بتوان تعمیم داد، آنگاهیک تفاوت برجسته بین ارتباطات یک-طرفه و دوطرفه می تواند دیده شود، بنابراین آلیس و باب هر کدام یک رجیستر کلید یک بیتی دارند و دوران، اجرا شده در حالت آلیس و باب، توسط پاریته دو بیت کلیدی تعیین می شود. بازشدگی کامل با ارتباط دوطرفه، ولی نه با ارتباط یک طرفه، امکان پذیر است. درنهایت، امکان قفل شدگی کامل، یا امکان ناپذیری (با تعمیم لم 1 و قضیه 2) سوال های باز مهمی هستند؛ ممکن است دیدن اینکه چگونه قفل شدگی کامل به محدودیت های شناخته شده در تحویل¬های بیت جزیی مربوط می شود جالب توجه باشد.