Kvant Kseroks Maşını

Klonlanmış qoyunlar: Debbie, Denise, Dianna və Daisy

Təbiətin ən əhəmiyyətli qanunlarından biri də kvant informasiyasını çoxaltmağın namümkünlüyüdür. Başqa bir deyişlə, bunun mümkün olduğu maşını düzəltmək imkansızdır. Belə maşın Kvant Kseroks Maşını adlanır, və uyğun olaraq bu prinsipin adı Kvant Kseroks Prinsipidir.^*

Giriş(sol) və Çıxışlı (sağ) Kvant Kseroks Maşını

Gəlin, bir anlıq fərz edək ki, biz həmin maşından düzəltmişik. Təxmini sxemi yuxarıdakı kimi olsun. Bu sxemdə soldan gələn kvant məlumatı klonlanaraq sağ hissədə original və əlavə bir nüsxə ilə çıxır. Bunun mümkün olmadığını sadə yolla isbat edə bilərik. İlk öncə, yuxarı spinli kvant halını bu maşına daxil edək:

|↑ > → |↑> |↑>  

Gözlədiyimiz kimi, daxil olan məlumat duplikat olundu. İndi isə aşağı spinli məlumat daxil edək:

|↓ > → |↓ > |↓ >

Yenə də nəticə istədiyimiz kimidir. Kvant fizikasında ən geniş yayılmış anlayışlardan biri də superpozisiya prinsipidir. Elə isə, bizim kseroks maşınına bərabər ehtimallı yuxarı və aşağı spindən ibarət yeni kvant məlumatı daxil edək. 

Bunu iki ayrı məlumatın cəmi kimi hesabladıqda onda bizim kvant maşınımız aşağıdakı nəticəni verməlidir:

İndi isə, bizim maşının klonlama prinsipi ilə yanaşaq:

Göründüyü kimi, alınan nəticələr üst-üstə düşmür. Deməli, biz maşının riyazi əsaslarla (xəttilik prinsipi və superpozisiya) mümkün olmadığını sübut etdik. Əgər belə maşınlar mövcud olsa, klonlanmış halların müşahidəsi zamanı Heyzenberqin qeyri-müəyyənlik prinsipini də pozmuş olardıq.

* Bu prinsip eyni zamanda No Cloning Theorem də adlanır.