【量子資料壓縮第一次】

明道

【量子資料壓縮第一次】

買三送二: 物理學家有壓縮量子資料

資料壓縮量子類比證明第一次在實驗室裡。

在加拿大和日本工作的物理學家有擠壓成兩個量子比特所載三個量子比特 (量子比特) 的量子資訊。

技術可以為更有效地使用的量子記憶鋪平道路，並提供測試量子邏輯器件的新方法。

經典的資料壓縮是資訊的一個簡單的程式，它允許一個字串要佔用更少的空間，在電腦記憶體中。

給出了一個純粹的例如，1000 個二進位值，字串電腦可能只是記錄的 1 和 0，可能需要僅一打左右的二進位值的頻率。

記錄這些 0 和 1 的順序有關的資訊需要稍長的字串，但它仍可能會比原始序列短。

量子資料是相當不同的是，這並不能簡單地確定字串的量子資訊中的 0 和 1 的頻率。

問題歸結為一個量子比特的特殊性質，不同的經典比特，可以是 1、 0 或這兩個值的一些"疊加"。

使用者可以確實執行測量記錄"合一性"的量子比特，但這種測量會破壞那量子比特的"零性"有關的任何資訊。

更重要的是，如果使用者然後措施在相同的方式編寫第二個量子比特，他或她可能會找到一個不同的值為其"合一性"— — 因為量子比特不指定唯一值，但只有概率的測量結果。

這後者的特質似乎排除壓縮甚至完全相同的量子比特的可能性，因為沒有辦法預測什麼古典的價值觀，他們最終會體現作為。

前進的道路

2010 年物理學家馬丁 Plesch和由 Vladimír Bužek拉迪斯拉發斯洛伐克科學院的意識到，雖然它是不可能作為古典資料同樣程度的量子資料壓縮，可以取得一些壓縮。

只要保留字元串相同地準備量子比特的量子性質，他們說，它應該有可能養活他們通過一種電路，記錄只有其概率的性質。

這種記錄需要指數少一個量子比特，將允許使用者輕鬆地將量子資訊存儲在一個量子儲存體，是目前有限的資源。

然後在以後某一時間，使用者可以決定什麼類型的測量資料上執行。

"這種方式，您可以存儲量子比特，直到你知道什麼問題你感興趣，"說Aephraim 斯坦伯格的多倫多大學。

"然後你可以測量x如果你想要知道x;如果你想要知道z，你可以測量z — —，而如果你不存儲量子比特，你必須選擇你想要現在做的測量。

如今，斯坦伯格和他的同事們已經證明工作第一次與光子量子比特的量子壓縮。

因為光子量子比特是目前很難處理在量子邏輯門，斯坦伯格集團訴諸于一種稱為基於測量的量子計算，其中邏輯門的成果"內置"于量子比特進行準備和糾纏在相同的源。

細節是複雜的但研究人員成功地將三個量子比特的概率性質轉移到兩個量子比特。

很好的技巧

Plesch 說，這是首次，量子資料壓縮已經實現，並認為斯坦伯格和他的同事已經與"很好的技巧"，使其工作。

"這種做法是，然而，很難擴展到更多的量子比特，"Plesch 補充道。

"話雖如此，我考慮提出的工作作為一個很好的證明概念的未來"。

斯坦伯格認為大尺度量子壓縮可能用不同類型的量子比特，如被困的離子，迄今證明易於管理的大合奏。

實際的使用過程會在測試量子器件使用過程被稱為量子層析，其中許多具有相同準備量子比特發送通過量子裝置來檢查它工作正常。

隨著量子壓縮，斯坦伯格說，一個可以進行層析成像實驗，然後決定以後設備的哪些方面你想要測試。

但同時，說斯坦伯格，示範提供了另一個角度對量子世界的陌生感。

"是否你有一本書只是滿的你可以直接告訴你的朋友，它是充滿的一本書，"他說。

"但量子機械，那已經不是真的。

即使我給你 10 億相同地準備光子，你可以從每個不同的資訊。

完整地描述他們的國家會要求無限的經典資訊。

研究將描述在物理評論快報.

關於作者

喬恩 · 卡特賴特是總部設在英國布里斯托爾的自由撰稿人

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