Vướng víu Lượng tử và Dịch chuyển Tức thời

Không. Mặc dù sự tương quan giữa các qubit vướng víu là tức thời, nhưng bạn không thể sử dụng nó để gửi thông tin một cách có chủ đích nhanh hơn ánh sáng. Để giải mã thông tin từ qubit vướng víu, bạn vẫn cần một kênh liên lạc cổ điển (giới hạn bởi tốc độ ánh sáng).

Nghịch lý Einstein-Podolsky-Rosen (EPR) là một thí nghiệm tưởng tượng được thiết kế để chỉ ra sự không hoàn chỉnh của cơ học lượng tử. Einstein cho rằng vướng víu ngụ ý có "các biến ẩn" mà chúng ta chưa biết. Tuy nhiên, các thí nghiệm sau này (Bất đẳng thức Bell) đã chứng minh rằng không có biến ẩn cục bộ nào tồn tại và vướng víu là một đặc tính thực sự của tự nhiên.

Một cách phổ biến để tạo ra một trạng thái vướng víu (cụ thể là trạng thái Bell) là bắt đầu với hai qubit ở trạng thái |00⟩, sau đó áp dụng cổng Hadamard cho qubit đầu tiên, và tiếp theo là cổng CNOT với qubit đầu tiên làm qubit điều khiển và qubit thứ hai làm mục tiêu.

Không hẳn. Dịch chuyển lượng tử không phải là dịch chuyển vật chất. Nó là quá trình truyền trạng thái lượng tử của một qubit từ nơi này đến nơi khác mà không di chuyển chính qubit đó. Trạng thái của qubit gốc bị phá hủy trong quá trình này.

Giao thức cần 3 qubit: qubit A (cần dịch chuyển), qubit B (của người gửi), và qubit C (của người nhận). B và C được vướng víu với nhau. Người gửi thực hiện một phép đo chung trên A và B, sau đó gửi kết quả (2 bit cổ điển) cho người nhận. Người nhận dựa vào 2 bit này để áp dụng các cổng phù hợp lên qubit C, và qubit C sẽ biến thành trạng thái ban đầu của qubit A.

Vướng víu là một nguồn tài nguyên quan trọng. Nó cho phép tạo ra các tương quan phức tạp giữa các qubit, là nền tảng cho sự tăng tốc lượng tử trong nhiều thuật toán. Nếu không có vướng víu, một máy tính lượng tử có thể được mô phỏng hiệu quả trên máy tính cổ điển.

Trạng thái Bell là một tập hợp bốn trạng thái vướng víu tối đa cụ thể của hai qubit. Chúng là những ví dụ đơn giản nhất và quan trọng nhất của vướng víu lượng tử, thường được sử dụng làm nền tảng trong các giao thức truyền thông lượng tử.

Các nhà khoa học kiểm tra điều này bằng cách thực hiện các phép đo trên các qubit và kiểm tra xem kết quả có vi phạm Bất đẳng thức Bell hay không. Nếu bất đẳng thức bị vi phạm, điều đó chứng tỏ các tương quan giữa các qubit mạnh hơn bất kỳ lý thuyết cổ điển nào có thể giải thích, và chúng thực sự vướng víu.

Có. Vướng víu là một trạng thái rất mong manh. Bất kỳ tương tác nào với môi trường bên ngoài (gọi là sự mất kết hợp - decoherence) cũng có thể phá vỡ mối liên kết vướng víu. Đây là một trong những thách thức lớn nhất trong việc xây dựng máy tính lượng tử ổn định.

Chắc chắn rồi. Các trạng thái vướng víu nhiều qubit, như trạng thái GHZ (Greenberger-Horne-Zeilinger), tồn tại và rất quan trọng cho các thuật toán sửa lỗi lượng tử và các giao thức truyền thông phức tạp.