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La téléportation quantique, deux fois
Choisissez un état, choisissez ce qu'Alice a mesuré, et voyez Bob finir avec exactement ce que vous aviez choisi. Le même fait est dessiné deux fois.
Essayez ceci sur l'outil ci-dessus
- Mettez θ à 70° et φ à 40°, puis parcourez les quatre résultats. La sphère de Bob rejoint celle d'Alice à chaque fois et l'accord affiche 1,00.
- Activez Bob avant correction et choisissez le résultat 01. Les deux sphères divergent et l'accord chute : ce sont ces deux bits classiques qui font un vrai travail.
- Activez la probabilité de chaque résultat. Les quatre valent 25%, quel que soit l'état réglé, donc Alice n'apprend rien sur ce qu'elle envoie.
La téléportation déplace un état de qubit inconnu d'Alice vers Bob avec une paire intriquée partagée et deux bits classiques. Alice mesure son qubit avec sa moitié de la paire, obtient au hasard l'un des quatre résultats, et envoie ces deux bits à Bob, qui applique X, Z, les deux ou rien. Rien ne dépasse la lumière, car le qubit de Bob est inutilisable tant que ces bits ne sont pas arrivés, et l'original d'Alice est détruit par sa propre mesure.
L'erreur classique
L'état saute chez Bob à l'instant où Alice mesure.
Quelque chose change bien chez lui tout de suite, mais il ne peut pas s'en servir. Tant que les deux bits d'Alice ne sont pas arrivés, il ne peut pas dire lequel des quatre états il tient, et les quatre se ressemblent pour toute mesure qu'il peut faire. Ces bits voyagent par les moyens ordinaires à la vitesse ordinaire.
Ce qui traverse réellement
Pas une particule. Le qubit de Bob ne quitte jamais son laboratoire, et la paire intriquée a été partagée avant que quiconque sache ce qui serait envoyé. Deux bits classiques ordinaires font le trajet.
Activez les probabilités de résultat et les quatre valent 25% pour tout état d'entrée que vous pouvez régler. Alice n'apprend rien sur ce qu'elle envoie, et c'est aussi pourquoi un espion qui copie ses deux bits n'apprend rien.
La correction fait un vrai travail
Choisissez le résultat 01 et activez Bob avant correction. Son qubit est l'état d'Alice avec un X appliqué, et les deux sphères divergent visiblement. Désactivez la couche et la correction le fait atterrir exactement.
C'est là que la lecture par transmission instantanée s'effondre. Bob détient vraiment quelque chose dès qu'Alice mesure, et sans ses deux bits il ne peut pas dire lequel des quatre objets c'est.
La même chose comme un fil coudé
Activez le diagramme. La paire intriquée est une coupe, un fil qui part et revient. La mesure de Bell d'Alice est un couvercle, un fil qui se replie. Ensemble ils forment un zigzag : à droite, retour à gauche, puis de nouveau vers Bob.
La règle qui achève la preuve est qu'un zigzag se tire droit. Un fil qui fait un coude reste un fil, donc ce qui sort chez Bob est ce qui est entré chez Alice. En algèbre, c'est une page de travail sur les indices. En diagramme, c'est un seul geste.
Pourquoi ce n'est pas de la copie
Le théorème de non-clonage dit qu'aucune opération ne peut dupliquer un état quantique inconnu. La téléportation reste dans cette règle parce que l'exemplaire d'Alice a disparu : sa mesure l'a détruit, et cette destruction est la raison pour laquelle le protocole a le droit d'exister.
Vérifiez-le avec les curseurs. À aucun moment deux qubits ne portent le même état, et à l'instant où Bob l'a, Alice ne l'a plus.
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Questions fréquentes
- Comment fonctionne la téléportation quantique ?
- Alice et Bob partagent d'avance une paire intriquée. Alice mesure ensemble le qubit à envoyer et sa moitié de cette paire, ce qui donne au hasard l'un des quatre résultats et détruit l'original. Elle envoie ces deux bits à Bob, il applique la correction correspondante, et sa moitié devient l'état qu'avait Alice.
- La téléportation dépasse-t-elle la vitesse de la lumière ?
- Non. Le qubit de Bob est dans l'un de quatre états et il ne peut pas savoir lequel avant que les deux bits classiques d'Alice ne lui parviennent, et ceux-ci ne vont pas plus vite que le reste. Sans eux, toute mesure qu'il peut faire donne les mêmes statistiques quel que soit l'envoi d'Alice.
- Quelque chose est-il physiquement déplacé ?
- Ni matière ni énergie ne circule entre Alice et Bob pendant le protocole. Les particules ont été rapprochées auparavant pour être intriquées, et ensuite seuls deux bits classiques sont envoyés. Ce qui est transféré, c'est l'état, pas ce qui le porte.
- Pourquoi l'original est-il détruit ?
- Parce qu'Alice doit le mesurer, et mesurer fait s'effondrer l'état. C'est aussi ce qui préserve le non-clonage : si l'original survivait, vous auriez deux copies d'un état inconnu, ce que la mécanique quantique interdit.
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