不可克隆原理
量子物理的结论
不可克隆原理 是量子物理的一个重要结论,即不可能构造一个能够完全复制任意量子比特,而不对原始量子位元产生干扰的系统。量子力学的线性特征是这个原理的根本原因。
简介
不可克隆原理是量子物理的一个重要结论,即不可能构造一个能够完全复制任意量子比特,而不对原始量子位元产生干扰的系统。量子力学的线性特征是这个原理的根本原因。
不可克隆原理是量子信息学的基础。量子信息在信道中传输,不可能被第三方复制而窃取信息而不对量子信息产生干扰。因此这个原理也是量子密码学的基石。
证明
为了证明不可克隆原理,我们首先假定,存在一个系统能够完全拷贝任意的量子比特。
和是两个任意的量子状态,我们要把这两个状态拷贝到另一个与他们完全无关的状态上。我们用一个幺正算符来描述这个过程。则这个拷贝算符必须具备以下性质:
内积可得出以下两个等式:
这样便得到了:
=>
因为,所以得出
这个等式仅有的两个解是和。这意味着,要么(当),要么与正交(当)完全克隆,不可克隆原理证明完毕。
举例
无法从造出。
设状态,则
把与作为输入:
经过受控反闸,输出:
这与并不相等,状态没有被复制。
参考资料
最新修订时间:2023-12-24 19:36
目录
概述
简介
证明
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