Archivo paraAbril 22, 2008

Teleportación cuántica

La teleportación cuántica es una técnica que transfiere un estado cuántico a una localización arbitrariamente alejada usando un estado de entrelazamiento cuántico distribuido y la transmisión de cierta información clásica. La teleportación cuántica no transporta energía o materia, ni permite la comunicación de información a la velocidad superior a la de la luz, pero es útil en comunicación y computación cuánticas.

Realización 

A continuación se presenta un experimento realizado en el CERN a través de qubits y computación cuántica:

El objetivo de esta técnica es transmitir un qubit entre Alice (emisor) y Bob (receptor) mediante el envío de dos bits clásicos. Previamente, Alice y Bob deberán compartir un estadoentrelazado (entangled).

Los pasos a seguir por Alice y Bob son los siguientes:

  • Alice y Bob preparan un estado entrelazado como el que sigue:  \beta_{00} = \frac{1}{\sqrt{2}}({\left\vert{00}\right\rangle}+{\left\vert{11}\right\rangle}).
  • Alice y Bob se separan. Alice se queda con el primer qubit del par entrelazado y Bob se lleva el segundo.
  • Alice desea ahora transmitir el qubit |\psi\rangle = \alpha |0\rangle + \beta|1\rangle a Bob. Alice operará sobre dos qubits: el primero es el qubit que quiere transmitir y el segundo es el primer qubit del par entrelazado, que ella tiene en su poder.
  • Alice primero aplica la compuerta cuántica CNOT a sus dos qubits.
  • Alice aplica la compuerta cuántica Hadamard al primero de sus dos qubits.
  • Alice realiza una medición sobre ambos qubits y obtiene los dos bits clásicos b1b2, que envía a Bob por un canal de comunicación clásico.
  • Bob aplica la transformación Z^{b_1}X^{b_2} sobre su qubit, de acuerdo a los bits recibidos b1b2 donde X es la matriz de Pauli σx y Z la matriz de Pauli σz. El resultado obtenido por Bob en su qubit será |\psi\rangle.