Todos los laboratorios 05

Protocolo de teleportación cuántica

Cuántica avanzada

El estado ∣ψ⟩|\psi\rangle de Alice se parametriza mediante los ángulos de Bloch. La reproducción por pasos recorre el entrelazamiento, la medición de Bell y las correcciones Xm2/Zm1X^{m_2}/Z^{m_1} controladas clásicamente; pasar el cursor sobre una puerta muestra su acción en notación de Dirac.

Circuito en tiempo real paso 1 de 6, initialize
Quantum Teleportation Protocol12 components and 11 connections.PSI|ψ⟩A|0⟩B|0⟩HH1HCX1CNOTCX2CNOTHH2HMZ1MZMZ2MZXm2XCXm2Zm1ZCZm1OUT|ψ⟩
Quantum Teleportation Protocol

Arrastre θ y φ en el estado de entrada. Coloque el puntero sobre una puerta para consultar su acción; actívela para consultar sus datos.

∣ψ⟩=0.000∣0⟩+(0.000 + 0.000i)∣1⟩\lvert\psi\rangle=\htmlData{math-slot=alpha}{\mathtt{0.000}}\lvert0\rangle+\left(\htmlData{math-slot=beta}{\text{0.000 + 0.000i}}\right)\lvert1\rangle

Reproducción del protocolo

  1. initialize
  2. entrelazar A↔B
  3. Rotación a la base de Bell
  4. medir bits clásicos
  5. aplicar correcciones de Pauli
  6. estado reconstruido

Quantum-state phasor animation en ejecución.

Introducción de fallos

Traza causal de la señal pausado

Preparar ψ\psi y auxiliares El estado desconocido y dos auxiliares ∣0⟩\lvert 0\rangle entran por líneas separadas.

Paso 1 / 6 Preparar ψ y auxiliares

Cuaderno: 12 componentes y 11 cables, modelados mediante protocolo de tres cúbits por etapas

Laboratorio recomendado 5 de 18

Explique por qué la teleportación necesita entrelazamiento y dos bits clásicos.

Se basa en: Visualizador del entrelazamiento de estados de Bell

Prediga y después compruebe

Alice completa su medición de Bell, pero Bob no recibe los bits de corrección. ¿Qué ocurre con la fidelidad?

Registre su predicción antes de que aparezca la explicación. Es una predicción, no una nota de examen.

Modelo que lo rige
∣ψ⟩=α∣0⟩+β∣1⟩  ⋅  α=cos⁡θ2, β=eiϕsin⁡θ2|\psi\rangle = \alpha|0\rangle + \beta|1\rangle \;\cdot\; \alpha = \cos\tfrac{\theta}{2},\ \beta = e^{i\phi}\sin\tfrac{\theta}{2}
Componentes
  • 3×3\times trazas de cúbit (ψ,A,B)(\psi,A,B)
  • preparación HH + CNOT
  • medición en la base de Bell
  • puertas de corrección X/ZX/Z
Límites del modelo
  • Bloch θ∈[0,π], ϕ∈[0,2π]\theta\in[0,\pi],\ \phi\in[0,2\pi]
  • protocolo de 66 pasos
  • fidelidad F=∣⟨ψ∣ψout⟩∣2F=|\langle\psi|\psi_{out}\rangle|^2
Reto de diagnóstico El fallo está oculto. Dedúzcalo primero a partir de los cambios en las salidas.