Springen naar inhoud





Teleportatie op de ibm quantum computer deel 2

Geplaatst door sensor, 03 oktober · 702 keer bekeken

Interferentie
Hoe krijg je interferentie, stel je gaat met je vriend watergolven maken in de vijver. Je gooit tegelijkertijd stenen in de vijver en de golven gaan mengen. Sommige golven tellen op en worden de golven hoger op het andere moment worden de golven juist lager ze doven elkaar uit. I
nterferentie is een fundamenteel begrip en gaat over hoe de deeltjes in de kwantumwereld zich gedragen. Interferentie van 2 golven is goed te begrijpen met het twee spleten experiment zoals in de tekening is geschetst. Stel je voor dat je watergolven door 2 speten laat stromen. Er ontstaan dan een golf die een interferentie patroon laten zien. Het interferentie patroon ontstaat bij alle golfvormige verschijnselen. Ook als er een lichtbundel door de twee spleten worden gestuurd ontstaat er een golfpatroon, maar het opvallend is dat wanneer de lichtdeeltjes een voor een door de spleten gestuurd worden er ook een interferentie patroon ontstaat.
two_slits.png
De lichtgolven komen door 2 spleten binnen en deze golven gaan met elkaar mengen, er ontstaat interferentie.  De gecombineerde golf is niet een optelsom van 2 golven maar laat een interferentiepatroon zien. Dit is vergelijkbaar met superpositie met quantum bits. Met superpositie kan de qubit in de quantum computer twee toestanden bezitten.
 

Verstrengeling
Er is sprake van verstrengeling van, als de deeltjes elkaar beïnvloeden zodanig dat de toestand van deze deeltjes niet onafhankelijk van elkaar beschreven kan worden.
spdc type2.jpg
In de figuur zijn twee lichtbundels weergegeven die uit een kristal komen met een bundel verticale en horizontale polarisatie die elkaar voor een groot deel overlappen. De fotonen in deze bundels zijn gekoppeld aan elkaar. Op de snijpunten van de bundels krijgen we fotonen met V of H polarisatie, en het is dan niet te achterhalen van welk bundel de fotonen vandaan komen. Twee deeltjes die zijn verstrengeld hebben een gemeenschappelijke oorsprong. De deeltjes zijn gekoppeld en deze koppeling blijft ook aanwezig als de deeltjes op grote afstand van elkaar gebracht worden bijvoorbeeld een deeltje op aarde en het andere deeltje naar Mars. In het experiment gaan wij de eigenschappen van een qubit overbrengen naar een andere qubit. 

 
Teleportatie van een Qbit.
We gaan de eigenschappen van een qubit overbrengen naar een andere locatie. Wij hebben hiervoor twee virtuele lab assistenten tot onze beschikking Alice en Bob. Alice heeft een qubit die in een bepaalde superpositie toestand is Na de afloop van het teleporatie experiment zal de de qubit van Bob dezelfde toestand hebben. De toestand van de qubit van Alice is overgedragen naar de qubit van Bob via teleportatie. Teleportatie gaan we uitvoeren met de quantum computer, deze computer werkt met quantum gates en daarom gaan we een quantum circuit opzetten.

 
Bepaling van de waarde van het quantumbit
Het quantum bit kan elke waarde tussen 0 en 1 hebben en vaak ook nog eens allebei tegelijk dit wordt aangegeven met het begrip Schrödingers cat.
 Geplaatste afbeelding
 
Bron: File:Schrodingers cat.svg - https://en.wikipedia.org
Stel je voor dat er een kat zit in een kastje met een dodelijk gas. Een quantum circuit stuurt een mechanisme aan en laat het gas vrij de kat is dood. Wij weten pas dat de kat dood is als de kast open gaat. De kat levend geven we de waarde 1 en de kat dood de waarde 0. De kans dat de kat levend of dood is allebei 50%.  De uitkomst van een quantum mechanisch experiment is pas bekend na een meting.
Hoe geven we de waarde van de qbit in grafiek aan. De punten A en B geven de waardes 1 en 0 aan.

10vector.png
Punt A heeft als positie (1,0) en geeft de waarde nul aan of als vector in bra-ket notatie |0>.
Punt B heeft als positie (0,1) en geeft de waarde 1 aan of als vector = |1>.
Alle mogelijke waarden liggen op de eenheidscirkel. De straal van de cirkel heeft de waarde 1.

         
De toestand van een qubit wordt gerepresenteerd door een lineaire combinatie van toestanden en is vergelijkbaar met interferentie zoals bij het spleten experiment was aangegeven.
                        Ψ = α|0> + β|1>
eenheidscirkel.png
In de eenheidscirkel die hierboven is weergeven is de kans op een nul even groot als op een 1 en zou bijvoorbeeld de situatie van Schrödingers kat kunnen voorstellen. De kans voor het meten van een 0 is LaTeX
α2 = ½ en β2½
 
 




Mei 2018

Z M D W D V Z
  12345
6789101112
13141516171819
2021222324 25 26
2728293031  

Recente reacties

Categorieën