Menu
Na prostym przykładzie pokażemy, jak można wykorzystać superpozycję i splątanie, w celu uzyskania lepszego niż jest to możliwe klasycznie detektora bomb. Do tego celu potrzebne będzie skonstruowanie obwodu optycznego składającego się ze źródła fotonów, dwóch płytek półprzepuszczalnych, dwóch zwierciadeł oraz dwóch detektorów.
Pojedynczy foton po przejściu przez pierwszą płytkę półprzepuszczalną znajduje się w superpozycji, co oznacza, że znajduje się jednocześnie w górnej i dolnej ścieżce. Następnie interferuje sam ze sobą, przez co następuje wygaszenie na drodze do detektora A i wzmocnienie na drodze do detektora B. Ponieważ na ścieżce do detektora A występuje interferencja destruktywna, to prawdopodobieństwo odczytu fotonu w detektorze B wynosi 100%. Jest to pewnego rodzaju transformacja eksperymentu z dwoma szczelinami, w którym również cząstka interferowała sama ze sobą, dzięki czemu możliwe było utworzenie wzoru interferencyjnego na ekranie.
Do układu na jednej ze ścieżek fotonu dodamy teraz bombę, która wybucha przy kontakcie z fotonem. Ponieważ wybuch bomby stanowi klasyczny akt pomiaru, istnieje 50-procentowe prawdopodobieństwo, że bomba wybuchnie. Jeżeli jednak foton przeleciał górną częścią obwodu, to znów z prawdopodobieństwem 50% rozdzieli się na wiązkę górną i dolną, a zatem z równym prawdopodobieństwem aktywuje detektory A i B.
Prawdopodobieństwo 25% nie wydaje się duże, zwłaszcza jeśli zależy od niego detonacja bomby. Jednak nadal jest to więcej, niż bylibyśmy w stanie zrobić, wykorzystując zasady mechaniki klasycznej, gdzie niemożliwe byłoby wykrycie bomby bez jej detonacji. Poza tym stosując innego rodzaju płytki półprzepuszczalne ze współczynnikami transmisji i odbicia innymi niż 50%, możliwe jest dowolnie duże zbliżenie się do prawdopodobieństwa równego 100%.
Wykorzystamy bramki Hadamarda (H), w celu uzyskania superpozycji stanów, a także kontrolowaną bramkę NOT (CX lub CNOT), w celu splątania ze sobą zmiennych reprezentujących foton i bombę. Pomiar wyjścia obwodu będzie teraz procesem probabilistycznym. Interesujący nas wynik, w którym bomba nie wybuchła i aktywowany został detektor A, powinniśmy odczytać z prawdopodobieństwem zbliżonym do 25%.