1.5.1: Una ventaja de Qubits

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Paul Penfield, Jr.
Massachusetts Institute of Technology via MIT OpenCourseWare

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Hay cosas que se pueden hacer en un contexto cuántico pero no clásicamente. Algunos son ventajosos. Aquí hay un ejemplo:

Considera nuevamente a Alice tratando de enviar información a Bob usando fotones polarizados. Ella prepara fotones que tienen polarización horizontal o vertical, y se lo dice a Bob, durante la fase de configuración. Ahora supongamos que un saboteador Sam quiere estropear esta comunicación procesando los fotones en algún momento del camino entre Alice y Bob. Utiliza una máquina que simplemente mide la polarización en un ángulo que selecciona. Si selecciona 45º, cada fotón termina con una polarización en ese ángulo o perpendicular a él, independientemente de su polarización original. Entonces Bob, haciendo una medición vertical, medirá 0 la mitad del tiempo y 1 la mitad del tiempo, independientemente de lo que enviara Alice.

Alice se entera del esquema de Sam y quiere restablecer una comunicación confiable con Bob. ¿Qué puede hacer?

Ella le dice a Bob (usando un camino que Sam no escucha) enviará fotones a 45º y 135º, por lo que debería medir en uno de esos ángulos. La máquina de Sam entonces no altera los fotones. Por supuesto que si Sam descubre lo que está haciendo Alice, puede girar su máquina de nuevo a la vertical. O hay otras medidas y contramedidas que podrían ponerse en acción.

Este escenario se basa en la naturaleza cuántica de los fotones, y el hecho de que Sam no puede medir fotones individuales excepto a lo largo de ángulos particulares de polarización. Así, la técnica de Alice para frustrar a Sam no es posible con los bits clásicos.