método

preservación del entrelazamiento cuántico

Técnicas para mantener o extender el entrelazamiento cuántico para la comunicación o la computación.
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Descripción

La preservación del entrelazamiento cuántico se refiere a las técnicas y estrategias utilizadas para mantener o extender la vida útil del entrelazamiento cuántico, un recurso frágil que se degrada debido a las interacciones con el entorno. El entrelazamiento es esencial para la comunicación cuántica, la criptografía cuántica y la computación cuántica, pero se destruye fácilmente por la decoherencia. Los métodos de preservación buscan proteger los estados entrelazados del ruido ambiental, permitiendo su uso durante períodos más largos o a distancias mayores.

Historia

El concepto de preservación del entrelazamiento se ha estudiado desde la década de 1990, tras el descubrimiento de la corrección de errores cuánticos por Peter Shor y Andrew Steane en 1995. El desarrollo de los subespacios libres de decoherencia y el desacoplamiento dinámico también contribuyeron al campo, con trabajos clave de Lorenza Viola y otros a finales de la década de 1990.

Cómo funciona

El mecanismo principal para la preservación del entrelazamiento es la supresión de la decoherencia, que se puede lograr mediante diversos medios. Estos incluyen el desacoplamiento dinámico, donde se aplican secuencias de pulsos al sistema para promediar las interacciones ambientales; la corrección de errores cuánticos, que codifica la información de manera redundante para detectar y corregir errores; y el uso de subespacios libres de decoherencia, donde ciertos estados están inherentemente protegidos del ruido. Además, la destilación del entrelazamiento se puede utilizar para extraer un número menor de estados altamente entrelazados de un número mayor de estados débilmente entrelazados.

En la práctica

La preservación del entrelazamiento es crucial para los repetidores cuánticos en la comunicación cuántica de larga distancia, así como para mantener la coherencia en las computadoras cuánticas durante los cálculos.

Dato curioso

En teoría, el entrelazamiento cuántico se puede preservar indefinidamente mediante la corrección de errores cuánticos, pero en la práctica, el costo adicional requerido crece rápidamente con el tamaño del sistema, lo que lo convierte en un gran desafío de ingeniería.

Concept graph →

Fórmulas

$$\langle (\delta X_1 + \delta X_2)^2 \rangle + \langle (\delta P_1 - \delta P_2)^2 \rangle < 4$$
Entanglement criterion for continuous variables.
Qué hay en la fórmula
X_1variablequadrature operator of mode 1 — quadrature operator
X_2variablequadrature operator of mode 2 — quadrature operator
P_1variablemomentum quadrature of mode 1 — quadrature operator
P_2variablemomentum quadrature of mode 2 — quadrature operator
δoperadordifference between the operator and its expectation value — deviation operator
⟨ ⟩operadorquantum mechanical average over the state — expectation value
v_{12}=\langle(δx_1+δx_2)^2+(δp_1-δp_2)^2\rangle<4 · 2505.00919v1

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