Quantum teleportation
- 3. ?NO1 「0からコンピュータを作ってみた」 ?NANDゲートでCPU?VM?コンパイラまで作成しました ?「ゆるゆるIT勉強会 feat.Reedex Vol.4」 の発表資料 ?/YuuOkano/0-119311314 3 過去の発表資料
- 6. 6 量子テレポテーションの概要② ?量子もつれの生成制御やBell観測という重要技術を包含 ?量子テレポテーションは単なる量子状態の転送以上 ?量子計算機は複数のユニタリ変換の組み合わせ ?量子テレポテーションは恒等変換を行う量子計算機の一種！ yin =U yout y = I y 量子計算のモデル 理想的な量子テレポテーションのモデル 前ページの「量子もつれ?Bell測定 ?変異操作」が恒等変換
- 12. 12 量子もつれ状態の生成（電磁場の量子化） ?レーザー光は「短波長」/「高い指向性」「高い可干渉性」の特徴 ?量子化された電磁場の「コヒーレント状態」として扱う ?消滅演算子の固有状態 ?光子がポアソン分布に従う状態 ?最小不確定状態 ?バランス型ホモダイン測定（後述）にて各成分を測定 ? a a =a a a = exp - a 2 ? è ? ? ? ? ÷ ÷ an n! n n=0 ? ? コヒーレント光の位相空間での表現 D ?x D ?p x p a コヒーレント光の特徴
- 14. 14 ハーフビームスプリッター（HBS） 50%透過 / 50%反射 スクイーズド光A スクイーズド光B 送信者用EBRビームA（量子もつれ状態） 受信者用EBRビームB（量子もつれ状態） ?HBSに通すと量子もつれ状態のEBRビームが生成 ?送受信者がそれぞれでEBRビームを持っておく ?各EPRビームには以下の関係が成立 ?スクイージングパラメータ（r→∞）で完全なEPR状態 量子もつれ状態の生成（EBRビーム生成） ?xA - ?xB = 2e-r ?p2 (0) ?pA + ?pB = 2e-r ?x1 (0)
- 15. 15 Bell測定（ホモダイン測定とは） ?量子状態を直接測定は熱雑音のノイズにより困難 ?測定対象の信号光と同一周波数で強度の強いLO光とを干渉させ、２つの フォトダイオードで干渉光の差分を測定 ?LO光の強度だけ増幅する（光子検出にも適用可能） ?ラジオで利用されていた技術を量子光学に応用（差分は振動数のみ） 信号光 ーHBS LO光 ?信号光に比べて十分に強い ?信号光と同一周波数 I1 I 2 ? I2 - ? I1 = 2 a y ? x cosq + ?p sinq( ) y y
- 18. 18 xA - xB = 0 xin - xA = X xB = xin - X - xA + xB xB = xin - X xB = xin ①. EBRビームのもつれ条件（r->∞と仮定） ②. Bell測定のx成分の測定値がX ③. ②式と同値 ④. ③に①式を代入 ⑤. 受信側のEBRビームに送信状態が再現 ?Bell測定の結果を受信者に適用した場合の数式概要 ?r->∞の状態の理想状態では送信状態が再現されることを示される ?p成分も同様にして示すことが可能 古典チャンネル（数式）