Kwantummeting is 'n fundamentele konsep in kwantummeganika, wat 'n deurslaggewende rol speel in die onttrekking van inligting uit kwantumstelsels. Die vraag of kwantummeting gedoen moet word op 'n manier om nie die gemete kwantumstelsel te versteur nie, is 'n sentrale kwessie in die kwantuminligtingteorie. Om hierdie vraag aan te spreek, is dit noodsaaklik om te delf in die beginsels van kwantummeting en die implikasies daarvan vir die toestand van die sisteem wat gemeet word.
In kwantummeganika is die handeling van meting inherent anders as klassieke fisika. Volgens die Kopenhagen-interpretasie veroorsaak 'n meting dat die golffunksie van 'n kwantumstelsel ineenstort in een van die moontlike eietoestande van die waarneembare wat gemeet word. Hierdie ineenstorting lei tot 'n definitiewe uitkoms, wat waarskynlik bepaal word deur die stelsel se toestand voor die meting.
Een van die sleutelkenmerke van kwantummeting is die konsep van superposisie. 'n Kwantumstelsel kan in 'n superposisie van veelvuldige toestande gelyktydig bestaan, voorgestel deur 'n lineêre kombinasie van basistoestande. Wanneer 'n meting op 'n stelsel in superposisie uitgevoer word, stem die metingsuitkoms ooreen met een van die moontlike toestande, en die stelsel val in daardie toestand in. Hierdie ineenstorting verander die kwantumtoestand van die stelsel, wat lei tot 'n versteuring in sy oorspronklike toestand.
Die kwessie van versteuring van die gemete kwantumsisteem tydens meting is veral relevant in kwantuminligtingverwerkingstake soos kwantumberekening en kwantumkommunikasie. In hierdie toepassings is die behoud van die samehang en superposisie van kwantumtoestande noodsaaklik om kwantumalgoritmes doeltreffend en akkuraat uit te voer.
Die beginsel van quantum non-demolition (QND) meting bied 'n manier om inligting uit 'n kwantumstelsel te onttrek sonder om die toestand daarvan aansienlik te versteur. In 'n QND-meting pendel die waarneembare wat gemeet word met die stelsel se Hamiltoniaan, om te verseker dat die metingsproses nie 'n ineenstorting van die stelsel se toestand veroorsaak nie. Hierdie eienskap maak voorsiening vir herhaalde metings op dieselfde kwantumstelsel sonder om die kwantumtoestand beduidend te verander.
Die bereiking van QND-metings in die praktyk is egter uitdagend as gevolg van verskeie faktore soos omgewingsgeraas, dekoherensie en die beperkings van huidige metingstegnieke. Navorsers ondersoek aktief nuwe benaderings om die akkuraatheid en nie-indringendheid van kwantummetings te verbeter om versteuring van die gemete stelsel te verminder.
Die vraag of kwantummeting op 'n manier gedoen moet word om nie die gemete kwantumstelsel te versteur nie, is 'n komplekse kwessie met implikasies vir kwantuminligtingverwerking en kwantumtegnologie. Die balansering van die behoefte om inligting te onttrek met die vereiste om die kwantumkoherensie van die sisteem te behou, stel 'n beduidende uitdaging op die gebied van kwantuminligting.
Ander onlangse vrae en antwoorde t.o.v EITC/QI/QIF Quantum Information Fundamentals:
- Hoe werk die kwantum-ontkenningshek (quantum NOT of Pauli-X-hek)?
- Hoekom is die Hadamard-hek self-omkeerbaar?
- As die 1ste kwbit van die Bell-toestand op 'n sekere basis meet en dan die 2de kwbit meet in 'n basis wat deur 'n sekere hoek theta geroteer word, is die waarskynlikheid dat jy projeksie na die ooreenstemmende vektor sal verkry gelyk aan die sinuskwadraat van theta?
- Hoeveel stukkies klassieke inligting sal nodig wees om die toestand van 'n arbitrêre kwbit-superposisie te beskryf?
- Hoeveel afmetings het 'n spasie van 3 qubits?
- Sal die meting van 'n qubit sy kwantum superposisie vernietig?
- Kan kwantumhekke meer insette as uitsette hê op soortgelyke wyse as klassieke hekke?
- Sluit die universele familie van kwantumhekke die CNOT-hek en die Hadamard-hek in?
- Wat is 'n dubbelspleet eksperiment?
- Is die rotasie van 'n polariserende filter gelykstaande aan die verandering van die fotonpolarisasiemetingsbasis?
Sien meer vrae en antwoorde in EITC/QI/QIF Quantum Information Fundamentals