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2025-08-15 17:00:00
量子情報をブロードキャストできますか？
Weiquan Lin/Getty Images
量子情報を放送するのと同じ方法で量子情報を共有することは、量子物理学によってもたらされる制限を回避する数学的スキームであっても、実用的ではないかもしれません。
量子物理学の法則が量子情報を禁止するため、量子コピー機は決して存在しないことを長い間知っていました 複製されることから、ノークローニング定理と呼ばれるルール。しかし、その後、物理学者は、この法律を破ることを避けて、多くの受信者に量子情報のコピーを分配するか、放送するかどうかを調査し始めました。
そのためには、研究者は量子コピーがわずかに異なることを許可し、受信機に新しい情報処理手順を追加する必要があります。今、 Zhenhuan Liu 中国のティンギア大学と彼の同僚は、これらのスキームが法外に非現実的である可能性があることを示しています。
「量子の世界には「Ctrl+C」はありません」とLiu氏は言います。 「複数のレシーバーに量子情報を送信したい場合は、効率的なショートカットはありません。十分なコピーを準備してそれぞれを送信する必要があります。」
研究者は、以前に提案された「仮想量子ブロードキャスト」のプロトコルに焦点を当てました。ここでは、さまざまな状態が互いに相関しているが、互いに直接的な物理的レプリカではないように情報が操作されます。この場合、 メッセージ 各レシーバーに配信されることは正確なコピーではありませんが、コピーは役立つほど十分なプロパティを共有します。これは、テレビネットワークが各世帯にわずかに異なるシリアル化されたドラマを同時に放送する状況に匹敵しますが、平均してストーリーを同じように保ちます。このプロトコルは確かに機能しますが、チームメンバーは言います Xiangjing Liu シンガポール国立大学では、研究者はそれが効率的かどうかを知りたいと思っていました。
彼らは、同一ではないにもかかわらず、それらに届く情報が役立つようにするために、受信者がどれだけの努力をする必要があるかを定量化しました。この数学的分析により、彼らは実用的な量子ブロードキャストが存在しない可能性があると結論付けました。
直感に反して、この調整された量子放送アプローチのバージョンでさえ、誰もが一度にメッセージを受信するグループテキストを送信するのと同じように、すべてのレシーバーにゼロから個別の手紙を書くようなテクニックよりも多くのリソースを必要とします、とチームメンバーは言います Yunlong Xiao シンガポールの科学、技術、研究機関で。
「あなたの唯一の目標が量子状態をさまざまな場所に単純に分配することである場合、仮想Quantumブロードキャストを調べることは間違ったアプローチだと思います」と言います。 ソック・ヒョン・リー 韓国のウルサン国立科学技術研究所で。彼は、プロトコルは常に、実用的なレシピではなく、量子情報理論のプロセスに関する基本的な制約の調査として考えられていたと言います。 量子通信。
パオロ・ペリノッティ イタリアのパビア大学では、チームの仕事は数学的な努力として称賛に値するだけでなく、すぐに影響を与える可能性は低いとも述べています。 量子技術。
今後、研究者は現在の分析の理論的な教訓にも興味があります。それは、空間に分布している量子状態間で、または時間内に次々と送信されるかどうかにかかわらず、どのような相関関係が許可され、操作できるかを理解するのに役立ちます。 Xianjing Liuは、この作業は量子プロセスを理解するための新しいフレームワークの一部になる可能性があると言います。 時間と空間を分離します 従来のアプローチよりも少ない。
トピック：
#実用的な量子放送局を構築することは不可能です