Kloonimise keelamise teoreem on kvantinformatsiooni teooria põhikontseptsioon, mis kinnitab, et suvalise tundmatu kvantoleku täpset koopiat ei ole võimalik luua. Sellel teoreemil on oluline mõju kvantarvutitele, kvantkrüptograafiale ja kvantsideprotokollidele.
Kloonimise keelamise teoreemi üksikasjadesse süvenemiseks mõistkem kõigepealt konteksti, milles see toimib. Klassikalises andmetöötluses on võimalik luua teabe koopiaid ilma algandmeid muutmata. Kvantmehaanika vallas on aga superpositsiooni ja põimumise põhimõtete tõttu olukord põhimõtteliselt erinev.
Kvantmehaanikas võib kubit eksisteerida olekute superpositsioonis, esindades samaaegselt 0 ja 1 kombinatsiooni. Woottersi ja Zureki 1982. aastal sõnastatud Kloonimise keelamise teoreem tõestab matemaatiliselt, et suvalise tundmatu kvantoleku identset koopiat on võimatu luua. See tähendab, et pole olemas universaalset kvantkloonimismasinat, mis suudaks suvalise kvantoleku täiuslikult kopeerida.
Kloonimise keelamise teoreemi põhjenduste mõistmiseks kaaluge järgmist mõtteeksperimenti. Oletame, et meil on kvantolek |ψ⟩, mida tahame kloonida. Kui meil oleks kloonimismasin, mis suudaks toota |ψ⟩ täiusliku koopia, rikuksime kvantmehaanika põhimõtteid. Selle põhjuseks on asjaolu, et |ψ⟩ mõõtmine koopia loomiseks variseb selle superpositsiooni kokku, hävitades selle käigus algse oleku.
Veelgi enam, kloonimata teoreemil on kvantteabe töötlemisele sügav mõju. Näiteks kvantkrüptograafias sõltub kvantvõtme jaotusprotokollide turvalisus võimetusest kvantseisundeid kloonida. Kui kloonimine oleks võimalik, saaks pealtkuulaja kvantvõtme pealt kuulata ja kopeerida ilma, et teda tuvastataks, mis ohustab side turvalisust.
Kloonimise keelamise teoreem on kvantinformatsiooni teooria aluspõhimõte, mis keelab suvaliste tundmatute kvantolekute täpse dubleerimise. See teoreem rõhutab kvantmehaanika ainulaadseid omadusi ja sellel on kaugeleulatuvad tagajärjed kvanttehnoloogiatele.
Muud hiljutised küsimused ja vastused selle kohta EITC/QI/QIF kvantteabe alused:
- Kuidas kvanteituse värav (kvant EI või Pauli-X värav) töötab?
- Miks on Hadamardi värav isepööratav?
- Kui mõõta Belli oleku 1. kubitit teatud baasis ja seejärel mõõta 2. kubitit teatud nurga teeta võrra pööratud baasis, on tõenäosus, et saate vastava vektori projektsiooni, võrdub teeta siinuse ruuduga?
- Mitu bitti klassikalist teavet oleks vaja suvalise kubiti superpositsiooni oleku kirjeldamiseks?
- Mitme mõõtme ruum on 3 kubitit?
- Kas kubiidi mõõtmine hävitab selle kvantsuperpositsiooni?
- Kas kvantväravatel võib sarnaselt klassikalistel väravatel olla rohkem sisendeid kui väljundeid?
- Kas kvantväravate universaalsesse perekonda kuuluvad CNOT värav ja Hadamardi värav?
- Mis on kahe piluga katse?
- Kas polariseeriva filtri pööramine on samaväärne footonite polarisatsiooni mõõtmise aluse muutmisega?
Vaadake rohkem küsimusi ja vastuseid jaotisest EITC/QI/QIF Quantum Information Fundamentals
Veel küsimusi ja vastuseid:
- Väli: Kvantteave
- programm: EITC/QI/QIF kvantteabe alused (minge sertifitseerimisprogrammi)
- Õppetund: Kvantinformatsiooni omadused (minge seotud õppetundi)
- Teema: Kloonivaba teoreem (minge seotud teema juurde)