Квант телепортациясе исемле битнең чыганагын карау

[[Файл:Teleportation.svg|300px|мини|уңда|Квант телепортациясенең нигезе. Sender - Җибәрүче, Emfanger - Алучы, EPR-Paar - буталган квант пары ([[Эйнштейн — Подольский — Розен корреляцияcе]])]]
'''Квант телепортациясе''' — [[фәза]]да аерылган [[Квант буталчылыгы|квант буталган (тоташкан)]] пары һәм классик элемтә каналы ярдәмендә   квант халәтен арада тапшыру, шул процесста үлчәнү барышында җибәрү  ноктасындагы халәт юкка чыга, аннан соң алу ноктасында шул халәт торгызыла.

Төшенчә [[1993]] елда ''«Physical Review Letters»'' журналында кертелгән.

Квант телепортациясе [[энергия]]не яки матдәне арада тапшырмый.

Ләкин квант телепортациясендә җибәрү һәм алу нокталары арасында классик, квант булмаган канал буйлап '''мәгълүмат''' мәҗбүри рәвештә  тапшырыла. Классик канал буенча мәгълүмат [[яктылык тизлеге]]ннән кечерәк тизлеге белән тапшырыла, шулай итеп заманча физиканың төп нигезләре бозылмый.

==Тасвир==
Кыскача математик аңлату: мисал өчен '''А''' халәтен [[Җир]]дән [[Марс (планета)|Марс]]ка җибәрергә кирәк:
** '''-В +В''' квант буталган пары булдырыла, шушы квант бәйләнеше Җирдә дә Марста ясала
**Җирдә квант хәләте үлчәнә, ул '''А -В''' булып чыга (квант кануны буенча үлчәүдән соң, А халәте җимерелә), бу мәгълүмат классик элемтә (мәсәлән радиодулкын) ярдәмендә Марска җибәрелә
**Марста шушы сигналны алып һәм үз квант халәтен үлчәп: А -В +В = А халәтен чыгаралар, шулай итеп чыгыш '''А''' халәте Җирдә юкка чыга (үлчәүдән соң), ә Марста булдырыла, нәкъ бу процесс квант телепортациясе булып тора.
===Математик тасвир <ref>Алман Википедиясеннән алынган</ref>===
Күренешнең математик тасвиры көнбатыш фәнни мәкаләләрдә Алиса һәм Боб, урысча әдәбияттә Анна һәм Борис, шушы татарча мәкаләдә Алия һәм Байбулат исемнәре ярдәмендә бирелә.

Мисал өчен: Алия бер [[кубит]] ([[квант санагы]]нда мәгълүмат саклау өчен иң кече элемент) Байбулатка җибәрергә тиеш. Бу кубит <math>\left|\psi\right\rangle_\mathrm C</math> болай күрсәтелә:
:<math>\left|\psi\right\rangle_\mathrm C = \alpha \left|0\right\rangle_\mathrm C + \beta\left|1\right\rangle_\mathrm C.</math>

<math>\alpha</math> һәм <math>\beta</math> - [[комплекс саннар]], алар нормировкага буйсына:  <math>\left|\alpha\right|^2+\left|\beta\right|^2=1</math>.

С индексы кисәкчекләрне аеру өчен кулланыла. Алиянең кубиты Байбулатның кубиты белән чуалып бетә һәм дүрт Белл-халәтенең берсендә тора:

:<math>\left|\Phi^+\right\rangle_\mathrm{AB} 
= \tfrac{1}{\sqrt{2}} \left(\left|0\right\rangle_\mathrm A \otimes \left|0\right\rangle_\mathrm B + \left|1\right\rangle_\mathrm A \otimes \left|1\right\rangle_\mathrm B\right)</math>
:<math>\left|\Phi^-\right\rangle_\mathrm{AB} 
= \tfrac{1}{\sqrt{2}} \left(\left|0\right\rangle_\mathrm A \otimes \left|0\right\rangle_\mathrm B - \left|1\right\rangle_\mathrm A \otimes \left|1\right\rangle_\mathrm B\right)</math>
:<math>\left|\Psi^+\right\rangle_\mathrm{AB} 
= \tfrac{1}{\sqrt{2}} \left(\left|0\right\rangle_\mathrm A \otimes \left|1\right\rangle_\mathrm B + \left|1\right\rangle_\mathrm A \otimes \left|0\right\rangle_\mathrm B\right)</math>
:<math>\left|\Psi^-\right\rangle_\mathrm{AB} 
= \tfrac{1}{\sqrt{2}} \left(\left|0\right\rangle_\mathrm A \otimes \left|1\right\rangle_\mathrm B - \left|1\right\rangle_\mathrm A \otimes \left|0\right\rangle_\mathrm B\right)</math>

Алиянең кисәкчеге А индексы белән, Байбулатның кисәкчеге В индексы белән, буталган кубитлар  <math>\left|\Phi^+\right\rangle_\mathrm{AB}</math> дип билгеләнә, ә бөтен система түбәндәге халәттә тора:

:{| style="border:none"
|<math>\left|\Phi^+\right\rangle_\mathrm{AB} \otimes \left|\psi\right\rangle_\mathrm C </math>
|colspan="2"|<math>=  \tfrac{1}{\sqrt{2}} \left(\left|0\right\rangle_\mathrm A \otimes \left|0\right\rangle_\mathrm B + \left|1\right\rangle_\mathrm A \otimes \left|1\right\rangle_\mathrm B\right) \otimes \left(\alpha \left|0\right\rangle_\mathrm C + \beta\left|1\right\rangle_\mathrm C\right)</math>
|-
|<!--leer-->
|<math>=\tfrac{1}{2}\Big[</math>
|width="100%"|<math>\left|\Phi^+\right\rangle_\mathrm{AC} \otimes \left(\alpha\left|0\right\rangle_\mathrm B + \beta \left|1\right\rangle_\mathrm B\right)</math>
|-
|<!--leer-->
|style="text-align:right"|<math>+</math>
|width="100%"|<math>\left|\Phi^-\right\rangle_\mathrm{AC} \otimes \left(\alpha\left|0\right\rangle_\mathrm B - \beta \left|1\right\rangle_\mathrm B\right)</math>
|-
|<!--leer-->
|style="text-align:right"|<math>+</math>
|width="100%"|<math>\left|\Psi^+\right\rangle_\mathrm{AC} \otimes \left(\beta \left|0\right\rangle_\mathrm B + \alpha\left|1\right\rangle_\mathrm B\right)</math>
|-
|<!--leer-->
|style="text-align:right"|<math>+</math>
|width="100%"|<math>\left|\Psi^-\right\rangle_\mathrm{AC} \otimes \left(\beta \left|0\right\rangle_\mathrm B - \alpha\left|1\right\rangle_\mathrm B\right)\Big]</math>
|}

Алия аның Белл-халәттәге ике кубитын үлчәгән очракта, кубитның дулкынча функциясе дүрт халәтенең берсенә коллапслый:

:Вакыйга 0:&emsp;<math>\left|\Phi^+\right\rangle_\mathrm{AC} \otimes \left(\alpha\left|0\right\rangle_\mathrm B + \beta \left|1\right\rangle_\mathrm B\right)</math>
:Вакыйга 1:&emsp;<math>\left|\Phi^-\right\rangle_\mathrm{AC} \otimes \left(\alpha\left|0\right\rangle_\mathrm B - \beta \left|1\right\rangle_\mathrm B\right)</math>
:Вакыйга 2:&emsp;<math>\left|\Psi^+\right\rangle_\mathrm{AC} \otimes \left(\beta \left|0\right\rangle_\mathrm B + \alpha\left|1\right\rangle_\mathrm B\right)</math>
:Вакыйга 3:&emsp;<math>\left|\Psi^-\right\rangle_\mathrm{AC} \otimes \left(\beta \left|0\right\rangle_\mathrm B - \alpha\left|1\right\rangle_\mathrm B\right)</math>

Һәр халәт бертигез ихтималлыгы белән булырга мөмкин, шуңа күрә Алия 1/4 ихтималлыгы белән  вакыйга-0: <math>\left|\Phi^+\right\rangle_\mathrm{AC}</math> үлчи ала, шул очракта Байбулатның кубит халәте төгәл билгеләнә:  <math>\alpha \left|0\right\rangle_\mathrm B + \beta\left|1\right\rangle_\mathrm B</math>.

Әгәр Алия  1-...3 вакыйгасын үлчәп күзәтсә, Байбулатның кубит халәте  махсус үзгәрешләр ("Квант капкасы") ярдәмендә  табырга була. Алия Байбулатны классик элемтә (мәсәлән радиодулкын) белән белдерә һәм Байбулат үзе кирәкле үзгәрешләрне (рәсемдә: ''Transformation'') куллана ала, бу үзгәрешләр [[Паули матрицалары]] ярдәмендә ясала:

:Вакыйга 0:&emsp;<math>\sigma_0 =
\begin{pmatrix}
1 & 0\\
0 & 1
\end{pmatrix}</math>
:Вакыйга 1:&emsp;<math>\sigma_1 =
\begin{pmatrix}
0 & 1\\
1 & 0
\end{pmatrix}</math>
:Вакыйга 2:&emsp;<math>\sigma_2 =
\begin{pmatrix}
0 & -\mathrm{i}\\
\mathrm{i} & 0
\end{pmatrix}</math>
:Вакыйга 3:&emsp;<math>\sigma_3 =
\begin{pmatrix}
1 & 0\\
0 & -1
\end{pmatrix}</math>

==Тәҗрибәләрдә тормышка ашыру==

* [[1997]] елда [[фотон]]ның полярлашкан халәте квант телепортациясе ярдәмендә тапшырылган ([[Австрия]], [[Италия]]).
*[[2004]] елда атомның квант халәте квант телепортациясе ярдәмендә тапшырылган ([[кальций]]  M.Riebe et al, [[бериллий]] M.D.Barrett et al)
*[[2009]] елда ионның квант халәте квант телепортациясе ярдәмендә  1 метрга тапшырылган
*[[2010]] елда фотонның квант халәте квант телепортациясе ярдәмендә  16 километрга тапшырылган ([[Кытай]])
*[[2012]] елда 1100 буталган фотон квант халәте 4 сәгать эчендә квант телепортациясе ярдәмендә  97 километрга тапшырылган (Кытай)
*[[2012]] елда [[Австрия]]дә 143 километрга тапшырылган
*[[2015]] елда [[АКШ]]та оптоволокно эчендә фотоннар 100 километрга тапшырылган.

==Сылтамалар==
*    Телепортация: прыжок в невозможное / Дэвид Дарлинг. — Москва: Эксмо, 2008. — 300 с. — (Открытия, которые потрясли мир). — 3100 экз. — ISBN 978-5-699-23980-1.
*    Бауместер Д., Экерт А., Цайлингер А. Физика квантовой информации. М.: Постмаркет, 2002. 376 с. Глава 3.
*    Kilin S.Ya. Quanta and information / Progress in optics. — 2001. — Vol. 42. — P. 1-90.
* http://www.research.ibm.com/quantuminfo/teleportation/ {{Webarchive|url=https://web.archive.org/web/20110107152340/http://www.research.ibm.com/quantuminfo/teleportation/ |date=2011-01-07 }}
* Квантовая телепортация. Передача Гордона http://www.mi.ras.ru/~volovich/lib/vol-acc.htm
* [https://web.archive.org/web/20040415115012/http://everettian.chat.ru/Russian/Mensky.html Менский М. Б. Квантовая механика: новые эксперименты, новые приложения и новые формулировки старых вопросов]
* [http://news.softodrom.ru/ap/b4111.shtml Экспериментально подтверждена квантовая телепортация на расстояние в один метр]
* [http://figmir.net/news/kvantovaya-teleportaciya-peremestila-fotony-na-rekordnoe-rasstoyanie.html Квантовая телепортация переместила фотоны на рекордное расстояние] {{Webarchive|url=https://web.archive.org/web/20210413132724/http://figmir.net/news/kvantovaya-teleportaciya-peremestila-fotony-na-rekordnoe-rasstoyanie.html |date=2021-04-13 }}
*[https://www.youtube.com/watch?v=fRjC1CiJudU Квантовая телепортация — ПостНаука]

[[Төркем:Квант механикасы]]
[[Төркем:Телепортация]]