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Algorithms

超高密度符号化

事前に共有されたもつれ対を使ってチャネルの古典的な容量を2倍にすることで、物理的には1つの量子ビットを送るだけで2つの古典的な情報ビットを送るプロトコル。

超高密度符号化は、ある意味で量子テレポーテーションの鏡像です。テレポーテーションが2つの古典ビットともつれを使って1量子ビット分の量子状態を転送するのに対し、超高密度符号化は1つの量子ビットともつれを使って2つの古典ビットを転送します。送信者と受信者は、共有されたベル対から出発します。4通りの可能な2ビットメッセージのうち1つを送るために、送信者は自分が持つもつれ対の半分に4種類のゲート(恒等、X、Z、XZ)のうち1つを適用し、その1つの量子ビットを物理的に受信者へ送ります。受信者は、今や元のもつれ対の両方の半分を手にしており、ベル基底測定を行うことで、4種類のうちどのゲートが適用されたか、したがってどの2ビットメッセージが送られたかを決定論的に明らかにします。テレポーテーションと同様、もつれ対を最初に分配するコストを含めて考えれば、超高密度符号化も古典的なチャネル容量を超えることはなく、光より速い信号伝達を可能にすることもありません。今日における実用上の意義は、主に教育用の例として、そして量子ネットワークのプロトコル設計における構成要素としてのものであり、実際に展開されている通信技術としてではありません。