Enredo cuántico: ¿se pueden enredar 2 partículas y utilizarlas como transistor (interruptor) actualmente?

Gracias por A2A: respuesta corta no!

Un transistor es una puerta de tres nodos. Tiene un nodo de control y nodos de entrada y salida. Aplica un cargo al control para permitir que fluya la corriente. Esta carga convierte la unión para actuar como un conductor frente a un aislante.

Un transistor hecho de 2 partículas entrelazadas necesitaría tener la propiedad de que la presencia de una partícula en un nodo (puerta de control) haría que la otra partícula fluya de entrada a salida.

Dos partículas enredadas tienen estados aleatorios, en superposición. En el momento en que se mide uno de ellos, ambos toman los mismos estados (o se oponen dependiendo de cómo se hayan preparado). Tomemos el giro como propiedad del estado y consideremos las partículas como electrones para hacer las cosas concretas. (El pensamiento se generaliza.) Hay tres casos colectivamente exhaustivos y mutuamente excluyentes a considerar:

1) Las partículas enredadas se separan. Aquí no se puede crear un transistor. ¿Por qué? Debido a que la acción espeluznante a distancia debe obedecer el teorema de no comunicación que está profundamente arraigado en la ecuación de Schrodinger que rige el enredo. Un transistor remoto literalmente indicaría al electrón de “flujo” que se mueva de entrada a salida, violando la prohibición de transferencia de información.

2) Las partículas enredadas se ubican conjuntamente y permanecen enredadas. Aquí, de alguna manera, se debe inventar un dispositivo que no decohere las partículas, pero al mismo tiempo hace que el electrón de flujo sienta una fuerza para impulsarlo cuando queremos flujo de corriente. Pero si toda la razón por la que el flujo de electrones explota el enredo, entonces sabría si las partículas están enredadas si el flujo ocurrió con una cierta probabilidad limitada (lea sobre los estados de Bell). ¡Este proceso es entonces indistinguible de la medición que colapsa la superposición! Concluimos que este camino falla.

3) Las partículas enredadas se ubican conjuntamente y durante el cambio del transistor se pierde la naturaleza enredada. Bueno, ciertamente puedes hacer esto, pero ¿por qué? ¡Es mucho más fácil tomar partículas sin enredar y usar un transistor convencional!

Si.

Sin embargo, debido a que son sistemas cuánticos que tratan con información cuántica, no deben ser disipativos. Eso significa que un transistor con tres conexiones no es posible, porque tres dispositivos terminales deben ser disipativos.

La solución es considerar cuatro dispositivos terminales. Eso significa que cada entrada tiene una salida correspondiente.

Lo que puede hacer con 4 dispositivos terminales es crear enredos entre dos entradas sin desenredar. Dichos dispositivos se pueden usar como interruptores basados ​​en la dirección del haz mediante cambios de fase controlados. Por lo tanto, en principio, todo lo que puede hacer con un transistor de tres puertos se puede lograr con una variante cuántica de cuatro puertos.

Lo que estoy describiendo es la base de la lógica cuántica y el cálculo cuántico universal. Una puerta cuántica de cuatro puertos es un requisito fundamental para realizar el cálculo cuántico universal. En general, una puerta cuántica de cuatro puertos realiza la función básica de un transistor, razón por la cual son posibles los circuitos de lógica cuántica.

No, eso no es posible. El entrelazamiento cuántico de 2 partículas se puede usar para hacer un qubit, pero un qubit es una unidad fundamental de cálculo cuántico y no un interruptor cuántico o transistor. Tal cambio se puede hacer hoy pero involucra muchos instrumentos complejos que involucran la generación de campos eléctricos y magnéticos y láseres.

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