kvanttiteleportaatiossa

Kvanttiteleportaatio on prosessi, jossa kvanttisen tilan tieto siirretään etäälle käyttämällä entanglattua tilaa sekä klassista viestintää. Prosessi perustuu kahden osapuolen, Alice ja Bob, väliseen Bell-parin muodostamiseen. Alice hallussaan on siirrettävä tila |ψ⟩ sekä Bell-pariin kuuluva qubitti. Hän suorittaa Bell-tilamittauksen näiden kahden qubitin välillä, ja mittauksen tulos välitetään Bobille klassisesti. Bob käyttää vastaanottamaansa tietoa suorittaakseen oikean Pauli-korjauksen omaan qubittiinsa, jolloin hänen tilansa on lopulta identtinen alkuperäisen tilan |ψ⟩ kanssa. Alkuperäinen tila tuhoutuu mittauksessa, joten tila ei siirry fyysisesti vaan teleportoituu.

Historiallisesti kvanttiteleportaatio sai teoreettisen perustansa vuonna 1993 Bennettin ja kumppaneiden artikkelikokonaisuudessa; ensimmäinen kokeellinen toteutus osoitettiin vuonna 1997 Bouwmeesterin ryhmässä fotoneilla. Sen jälkeen teleportaatio on osoittanut toimivuutensa useilla alustoilla ja etäisyyksillä sekä osana kvanttiverkkojen kehittämistä. Prosessi on herkkä häiriöille ja vaatii vakaan entanglementin sekä luotettavan klassisen kanavan; häiriöt ja epäjatkuvuudet heikentävät luotettavuutta.

Käyttökohteet ja toteutukset painottuvat kvanttiverkkoihin, kvanttiviestintään ja kvanttirepeattoreiden kehittämiseen, joissa tila voidaan siirtää laitteesta toiseen yli pitkiäkin etäisyyksiä. Teleportaatio on demonstroitu useilla alustoilla, kuten fotoneilla, trapattujen ionien järjestelmissä sekä ylijohtavilla kvanttipiireillä, ja se kuuluu keskeisiin konteksteihin tulevaisuuden kvanttiverkkojen rakentamisessa.