В квантовой теории информации теорема об отсутствии телепортации утверждает, что произвольное квантовое состояние не может быть преобразовано в последовательность классических битов (или даже в бесконечное число таких битов); такие биты также нельзя использовать для восстановления исходного состояния, таким образом «телепортируя» его, просто перемещая классические биты. Другими словами, он утверждает, что единица квантовой информации , кубит , не может быть точно преобразована в классические информационные биты. Это не следует путать с квантовой телепортацией , которая позволяет уничтожить квантовое состояние в одном месте и создать точную копию в другом месте.
Грубо говоря, теорема об отсутствии телепортации вытекает из принципа неопределенности Гейзенберга и парадокса ЭПР : хотя кубит можно представить как определенное направление на сфере Блоха , в общем случае это направление невозможно точно измерить ; если бы это было возможно, результаты этого измерения можно было бы описать словами, то есть классической информацией.
Теорема о запрете телепортации вытекает из теоремы о запрете клонирования : если бы кубит можно было преобразовать в классические биты, то кубит было бы легко скопировать (поскольку классические биты можно копировать тривиально).
Термин «квантовая информация» относится к информации, хранящейся в состоянии квантовой системы. Два квантовых состояния ρ 1 и ρ 2 идентичны, если результаты измерения любой физической наблюдаемой имеют одинаковое математическое ожидание для ρ 1 и ρ 2 . Таким образом, измерение можно рассматривать как информационный канал с квантовым входом и классическим выходом, то есть выполнение измерения в квантовой системе преобразует квантовую информацию в классическую информацию. С другой стороны, подготовка квантового состояния превращает классическую информацию в квантовую.
В общем, квантовое состояние описывается матрицей плотности . Предположим, что у вас есть квантовая система в некотором смешанном состоянии ρ . Подготовьте ансамбль той же системы следующим образом:
Теорема об отсутствии телепортации утверждает, что результат будет отличаться от ρ независимо от того, как процедура подготовки связана с результатом измерения. Квантовое состояние не может быть определено посредством одного измерения. Другими словами, если за измерением квантового канала следует подготовка, он не может быть идентификационным каналом. Квантовая информация, преобразованная в классическую информацию, не может быть восстановлена.
Напротив, идеальная передача возможна, если кто-то хочет преобразовать классическую информацию в квантовую, а затем обратно в классическую информацию. Для классических битов это можно сделать, закодировав их в ортогональные квантовые состояния, которые всегда можно различить.
Среди других запретных теорем в квантовой информации:
С помощью общей запутанности можно телепортировать квантовые состояния, см.
