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量子隐形传态(Quantum Teleportation)

一种利用预先共享的纠缠和两个经典比特,把一个未知量子比特的精确状态传送到远处另一个量子比特上的协议,全程无需物理移动粒子本身,也不违反不可克隆定理。

量子隐形传态可以把一个量子比特的状态从一处转移到另一处,而无需物理搬运这个粒子本身。这一协议需要三个量子比特:待传送的量子比特,以及一对提前在发送方与接收方之间共享的纠缠对(一个贝尔态)。发送方对自己手中那一半纠缠对,连同待传送的量子比特一起,进行一次联合测量(贝尔基测量),这会产生四种可能双比特结果中的一种,并在这一过程中摧毁原始量子比特的状态,这是不可克隆定理的直接后果——该定理禁止一个未知量子态的完美副本与原始态同时存在。发送方通过一条普通信道把这两个经典比特传给接收方,接收方在自己那一半纠缠对上应用四种对应门之一,从而重建出精确的原始状态。这一切都不允许超光速通信:在经典比特送达之前,接收方的量子比特不携带任何可用信息,而这次传输本身受光速限制。隐形传态是量子网络与分布式量子计算背后的核心基本操作,因为它正是量子比特状态在仅通过纠缠和一条经典信道相连的节点之间移动所依靠的机制。