Wyniki wyszukiwania - Biblioteka Nauki

1

Kontekstualność kwantowa

100%

Romaniuk R.

Przegląd Telekomunikacyjny + Wiadomości Telekomunikacyjne

|

2022

|

tom nr 6

689--697

PL

Sformułowane w 1964 roku twierdzenie Bella [1] dowodzi nielokalności mechaniki kwantowej poprzez niemożliwość jednoczesnego spełnienia warunków realizmu, lokalności i wolnej woli. Sformułowane w 1967 roku twierdzenie Kochen-Speckera [2] dowodzi kontekstualności mechaniki kwantowej poprzez niemożliwość przypisania deterministycznych wartości wszystkim obserwablom przy utrzymaniu ścisłych zależności funkcyjnych między nimi. Jakakolwiek potencjalna, ukryta, z góry określona, wartość obserwabli musi zależeć od kontekstu w którym jest mierzona. Mówimy, że test Bella jest bezkontekstowy, czyli oba podejścia do badania korelacji kwantowych są różne. Jednak na poziomie zarówno modeli matematycznych jak i wyników eksperymentów określa się podobieństwa i różnice między [3]. W niektórych modelach nielokalność Bella jest rozważana jako specjalny przypadek kontekstualności. Kontekstualność została ostatnio silnie udowodniona eksperymentalnie bez luk detektorowej, kompatybilności obserwabli i dokładności/powtarzalności pomiarów [4]. Nielokalność Bella i kontekstualność Kochen-Speckera są coraz bardziej efektywnie funkcjonalizowane jako zasoby obliczeniowe w Informacyjnych Technikach Kwantowych ITK. Powiedzmy stanowczo, bez kontekstualności kwantowej telekomunikacja i teleinformatyka kwantowa nie mogą działać.

EN

Formulated in 1964, Bell’s theorem [1] proves the non-locality of quantum mechanics by the impossibility of meeting the conditions of realism, locality and free will at the same time. Formulated in 1967, the Kochen-Specker theorem [2] proves the contextuality of quantum mechanics through the impossibility of assigning deterministic values to all observables while maintaining strict functional relationships between them. Any potential, hidden, predetermined value of the observables must depend on the context in which it is measured. We say that Bell’s test is context-free, meaning that the two approaches to studying quantum correlations are different. However, at the level of both mathematical models and experimental results, the similarities and differences between them [3] are determined. In some models, Bell’s nonlocality is considered as a special case of contextuality. Contextuality has recently been strongly proven experimentally without so called measurement loop-holes including the most critical ones like: detector, observables compatibility, and measurement accuracy/repeatability [4]. Bell’s non-locality and Kochen-Specker contextuality are increasingly effectively functionalized as computational resources inQIT Quantum Information Techniques. Let us say firmly, without quantum contextuality, telecommunications and quantum ICT cannot work.

2

Internet kwantowy

80%

Romaniuk R.

Elektronika : konstrukcje, technologie, zastosowania

|

2022

|

tom Vol. 63, Nr 5

19--25

PL

Fundamentalne twierdzenia o niemożliwościach kwantowych są związane łącznie z zasadami zachowania energii w systemie zamkniętym, zakazem Pauliego i twierdzeniem spin-statystyka, zasadą nieoznaczoności Heisenberga, wykluczeniem prędkości superluminalnej, paradoksem informacyjnym czarnej dziury, jej parowaniem i trójparametrowym opisem w postaci tylko masy, ładunku elektrycznego i momentu obrotowego, determinizmem kwantowym i odwracalnością czasu (symetrią CPT), ciągłym wielokanałowym sprzężeniem mikro świata kwantowego z makroświatem termodynamicznym objawiającym się dynamiką wyboru dekoherencji, itp. W tak zdefiniowanym przy pomocy twardych ograniczeń obszarze zadaniem do realizacji jest budowa kwantowego złożonego, technicznego systemu funkcjonalnego. Dostępnym budulcem są kubity, kudity, bramki i układy oraz pamięci kwantowe, itp. Ogólnym zasobem sygnałowym w kwantowych technikach informacyjnych ITK jest nielokalność, możliwość jej opanowania technicznego, oraz jej potencjalna ocena ilościowa i jakościowa, często odnoszona do poziomu LOCC. W szczególności, nie do końca ekwiwalentnymi, zasobami są diskord kwantowy, kontekstualność, kwantowa entropia, a najczęściej splątanie. Narzędziami do budowy systemów ITK są teleportacja kwantowa, tomografia kwantowa, współdzielenie stanów splątanych, sterowanie kubitów fizycznych i logicznych, wirtualizacja kubitów, destylacja splątania, korekcja błędów kwantowych, transfer stanów kwantowych między kubitami stacjonarnymi i lotnymi, itp. Celem jest budowa Internetu kwantowego, docelowo całkowicie kwantowego, a obecnie w wersji NISQ.

EN

Fundamental quantum no-go theorems are related to the principles of conservation of energy in a closed system, the Pauli exclusion principle and the spin-statistics theorem, the Heisenberg uncertainty principle, the exclusion of superluminal velocity, the black hole information paradox, its evaporation and the only three-parameter description with mass, electric charge and angular momentum, quantum determinism and time reversibility (CPT symmetry), continuous multichannel coupling of the quantum micro world with the thermodynamic macro world manifested by the dynamics of decoherence selection rules, etc. The available building blocks are qubits, kudits, gates and circuits, quantum memories, etc. The general signal resource in IQT is nonlocality, the possibility of its harnessing at the technical level, and its potential quantitative and qualitative assessment, often related to the LOCC level. In particular, not entirely equivalent resources are quantum discord, contextuality, quantum entropy, and most often the entanglement. The tools for building IQT are quantum teleportation, quantum tomography, entangled states sharing, control of physical and logical qubits, qubit virtualization, entanglement distillation, correction of quantum errors, transfer of quantum states between stationary and flying qubits, etc. The goal is to build a quantum Internet, ultimately entirely quantum, and currently in the NISQ version.

3

Nielokalność

80%

Romaniuk R.

|

2021

|

tom Vol. 62, nr 4

30-36

PL

Nielokalność jest pojęciem najszerszym, wychodzącym także poza obszar kwantowy, odnoszonym do fundamentalnej właściwości Natury. Nielokalność kwantowa jest właściwością obiektów kwantowych we Wszechświecie. Jej obserwacja nie zależy od stosowanego modelu fizycznego obserwowanego eksperymentu. Splątanie kwantowe, gdzie obserwujemy korelacje nielokalne, jest właściwością modelu. Splątanie posiada fundamentalne znaczenie w obecnym rozwoju informacyjnych technologii kwantowych (ITK) i wszystkich ich obszarach, metrologii, komputingu i telekomunikacji. Na tle ogólnego pojęcia nielokalności, omówiono podstawowe właściwości i ograniczenia stanów splątania kubitów. Artykuł jest kolejną częścią edukacyjnej serii na temat dynamicznego rozwoju informacyjnych technologii kwantowych i ich zastosowań. Splątanie staje się obszarem realizacji funkcjonalnych rozwiązań technicznych systemów kwantowych.

EN

Nonlocality is the widest notion embracing also the non-quantum world. Quantum non-locality is a property of the quantum objects in the Universe. Its observation does not depend on the applied physical model of the observed experiment. Quantum entanglement, where we observe non-local correlations, is a property of the model. Entanglement is fundamental to the current development of quantum information technology and all its areas, metrology, computing and telecommunications. The basic properties and confinements of the qubit entanglement states are discussed on the background of a general presentation of the Nonlocality. The article is the next part of an educational series on the dynamic development of IQT and their applications. Entanglement changes to an area of realization of functional technical solutions of quantum systems.