Можно ли создать запутанную пару фотонов, если они исходят из операций в двух разных местах?

Мой вопрос заключается в том, возможно ли создать запутанное состояние между двумя фотонами, которые не используют один и тот же исходный источник фотонов, и их соответствующие источники разделены произвольным расстоянием в пространстве. Это мое любопытство, и в настоящее время у меня есть очень общее понимание этого явления, хотя я пытаюсь узнать больше. Если это так, что это возможно, я также был бы признателен за объяснение того, почему или, по крайней мере, чтобы кто-то указал мне на ресурс, объясняющий это. Спасибо.

Ответы (2)

Если два фотона — единственные системы, которые вы рассматриваете, короткий ответ — нет, вы не можете запутать их, выполняя только локальные операции. Это следствие того факта, что запутанность не может увеличиваться только при локальных операциях и классических коммуникациях (LOCC). См. http://en.wikipedia.org/wiki/LOCC для справки.

Однако, как указано в предыдущем ответе, если фотонам было позволено взаимодействовать с другими системами, то ответ — да, их можно запутать. Один из способов сделать это следующий: предположим, что Боб в одном месте владеет одним из фотонов, в то время как Алиса владеет другим, комбинированная система не запутана. Локально Боб может подготовить максимально запутанное состояние своего фотона и дополнительного, который у него есть с собой. Затем он отправляет последний фотон Алисе, так что теперь они оба составляют запутанную пару. Обратите внимание, что это запутанная пара, в которой Алиса держит фотон, отличный от того, который у нее был изначально.

Если Алиса хочет «перенести» эту запутанность на свой исходный фотон, она также может запутать его с дополнительным фотоном, который она хранит локально, а затем выполнить измерение Белла на фотоне, посланном Бобом, и на новом, который она ввела. В зависимости от ее результата, она выполняет локальную операцию над своим первоначальным фотоном, и в конце концов он будет запутан с тем, который находится у Боба.

То, что я объяснил словами, называется перестановкой запутывания , операцией, основанной на квантовой телепортации. Для получения более подробной информации вы можете взглянуть на http://en.wikipedia.org/wiki/Quantum_teleportation#Entanglement_swapping .

Конечно, на практике запутать два фотона чертовски сложно, но я полагаю, вас интересовало, можно ли это сделать в принципе, и если да, то при каких условиях. Также эти операции в принципе возможны независимо от того, какая физическая система используется.

Большое спасибо Терри и Хуану. Вы оба очень помогли. Теперь я понимаю, как это возможно, и, честно говоря, у меня было предварительное представление, что это будет что-то вроде того, что Хуан описал здесь как обмен запутанностью. еще раз спасибо
Без проблем! Продолжайте задавать интересные вопросы!
Насколько я понимаю, запутанное состояние разрушается, если измеряется любой фотон запутанной пары. Поскольку запутанность имеет некоторую полезность в криптографии и коммуникации, это обязательно ресурс, который необходимо пополнять. Итак, после одного раунда обмена запутанностью и последующего разрушения запутанности (для ее полезности) должны ли Алиса, Боб и Кэрол встретиться и вернуться к предыдущему положению дел? То, что я ищу, - это способ сохранить своего рода «главную» запутанность, которая не разрушается и будет служить для удаленного создания новой запутанности (для полезности).
Любое локальное измерение двудольного запутанного состояния обязательно будет обладать тем свойством, что условные состояния для каждого возможного результата измерения являются состояниями произведения. Таким образом, если Алиса и Боб каждый сделают локальное измерение, независимо от того, «разрушена» физическая система или нет, они останутся с состоянием продукта. Может быть, вы сами это покажете?

Ответ — да, вы можете запутать два фотона, у которых нет общего источника.

Хитрость заключается в том, что оба фотона из разных источников должны быть запутаны с частицами из этих двух источников. Затем эти другие частицы должны «взаимодействовать» каким-то образом, ограничивающим свойства двух фотонов, которые вы хотите запутать.

Спасибо, Терри, я ценю ваше понимание. Тем не менее, я все еще должен спросить, возможно ли, чтобы два отдельных сайта достигли запутанности пары фотонов, никогда не сталкиваясь друг с другом, кроме как с помощью полностью классических средств, таких как LOCC. Я имею в виду, можно ли этого достичь, не прибегая к квантово-механическим операциям или какой-либо априорной запутанности. Как бы два отдельных сайта достигли этого?
Я не совсем уверен, правильно ли я понимаю ваш вопрос, но если вы спрашиваете, можно ли достичь запутанности, используя только полностью классические операции для их соединения в пространстве-времени, ответ довольно прост: нет. Квантовая неопределенность и классическая неопределенность исключают друг друга до такой степени, что обратно определяют друг друга. Вот самый простой способ, который я могу придумать, чтобы объяснить, почему то, о чем вы просили, невозможно: если связь между двумя событиями полностью классическая, это означает, что в цепи не осталось неопределенности . Таким образом, любые неклассические результаты на любом конце породили бы парадокс причинности.
Да, но как можно запутать фотоны из разных источников? светоделителя достаточно? Должен ли я добавить поляризатор, дихроичное зеркало, призмы Глена? в чем секрет запутывания фотонов из разных источников.
Вы не можете. Фотоны из разных источников по определению были «помечены» статистически необратимой информацией, которая является двумя источниками классической физики. Лучшее, что вы можете сделать, — это поглотить пары фотонов из двух источников в единую новую квантовую систему. Это вполне выполнимо, например, при использовании двух лазеров для стимуляции двухфотонных переходов. Затем вы испускаете новые фотоны более высокой энергии. Вновь излучаемые фотоны запутаны источником только с одной классической системой, поэтому они могут быть разделены на квантовом уровне — например, с помощью того светоделителя, о котором вы упомянули — без угрозы классической причинности.
Можно ли создать запутанную пару фотонов, если они исходят из операций в двух разных местах?
СпросиСетьПолитика конфиденциальности1y, 0v