Quantenteleportation

Quantenteleportation überträgt den Zustand eines Qubits von einem Ort an einen anderen, ohne das Teilchen selbst physisch zu transportieren. Das Protokoll benötigt drei Qubits: das zu teleportierende Qubit sowie ein verschränktes Paar (einen Bell-Zustand), das vorab zwischen Sender und Empfänger geteilt wird. Der Sender führt eine gemeinsame (Bell-Basis-)Messung an seiner Hälfte des verschränkten Paares zusammen mit dem zu teleportierenden Qubit durch, was eines von vier möglichen Zwei-Bit-Ergebnissen liefert und dabei den Zustand des ursprünglichen Qubits zerstört — eine direkte Folge des No-Cloning-Theorems, das verbietet, dass jemals eine perfekte Kopie neben dem Original existiert. Der Sender überträgt diese zwei klassischen Bits über einen gewöhnlichen Kanal an den Empfänger, und dieser wendet eines von vier entsprechenden Gattern auf seine Hälfte des verschränkten Paares an, wodurch der exakte ursprüngliche Zustand rekonstruiert wird. Nichts davon erlaubt Kommunikation schneller als Licht: Das Qubit des Empfängers trägt keine nutzbare Information, bevor die klassischen Bits eintreffen, und diese Übertragung ist an die Lichtgeschwindigkeit gebunden. Teleportation ist die Kernoperation hinter Quantennetzwerken und verteiltem Quantencomputing, da sie es ist, wie der Zustand eines Qubits zwischen Knoten wandert, die nur durch Verschränkung und einen klassischen Kanal verbunden sind.