(7014) טלפורטציה קוונטית

לאליס יש קיוביט C שהוכן במצב בלתי ידוע
\( |\psi\rangle = \alpha |0 \rangle + \beta |1\rangle \)
כמו כן אליס ובוב חולקים קיוביטים שזורים A ו-B
\( |\Phi_{AB} \rangle = \frac{1}{\sqrt{2}} \left ( |0_A,0_B \rangle + |1_A,1_B \rangle \right) \)
המטרה של פרוטוקול טלפורטציה היא לשעתק את המצב של קיוביט C שנמצא אצל אליס, לקיוביט B שנמצא אצל בוב. הפרוטוקול כולל 3 שלבים. בשלב הראשון אליס שוזרת את המצב של A עם המצב של C. בשלב שני היא מבצעת מדידה של C ושל A, ושולחת את התוצאה אל בוב. בשלב שלישי בוב מבצע פעולה על B בהתאם לאינפורציה שהוא קיבל על המדידה של אליס.
  1. שרטטו תרשים של מעגל שכולל פעולת Hadamard ופעולת CNOT במטרה להכין את המצב השזור \( |\Phi_{AB} \rangle \).
  2. רישמו את מצב המערכת \( |\psi_C\rangle \otimes |\Phi_{AB}\rangle \) בבסיס הסטנדרטי \( |q_C, q_A, q_B \rangle \)
  3. הפעילו את האופרטור CNOT על קיוביט A באשר C הוא הקונטרול.
  4. הפעילו את טרנספורמצית הדמרד על קיוביט C.
  5. רישמו את 4 המצבים שבוב אמור לקבל בהתאם לתוצאות המדידה של הקיוביטים C ו-A.
  6. עבור 4 המצבים שרשמתם בסעיף הקודם מצאו מה הם השערים שבהם בוב צריך להשתמש בכדי לקבל את קיוביט B במצב \( |\psi\rangle \).