Jaarboek no. 87. 2008/2009 - Koninklijke Maatschappij voor ...
Jaarboek no. 87. 2008/2009 - Koninklijke Maatschappij voor ...
Jaarboek no. 87. 2008/2009 - Koninklijke Maatschappij voor ...
You also want an ePaper? Increase the reach of your titles
YUMPU automatically turns print PDFs into web optimized ePapers that Google loves.
126 Diligentia<br />
dezelfde detectiebasis gekozen heeft, dan zal hij met zekerheid het tegengestelde antwoord<br />
krijgen. Mocht Bob de andere basis kiezen, dan zal zijn meetuitkomst niet afhangen van<br />
de meetuitkomst van Alice. Wanneer nu vele paren van verstrengelde fotonen na elkaar<br />
aan Alice en Bob worden verstuurd en wanneer zij <strong>voor</strong> elk paar afzonderlijk één van de<br />
twee detectiebases kiezen, dan krijgen ze beiden een lange rij van willekeurige meetuitkomsten.<br />
Alice en Bob kunnen dan in de krant publiceren in welke basis zij elk foton<br />
hebben gemeten (natuurlijk niet de meetuitkomst vermeldend). Ze kunnen nu nagaan<br />
<strong>voor</strong> welke fotonparen ze dezelfde basis gekozen hadden. Voor die metingen moeten hun<br />
bitwaarden altijd tegengesteld zijn en Bob hoeft slecht de enen en nullen te verwisselen<br />
om dezelfde sleutel te krijgen als Alice. De uiteindelijke sleutel is een willekeurige rij van<br />
enen en nullen die in principe volledig veilig is. Een spion die geprobeerd zou hebben<br />
om de polarisatie van de verstrengelde fotonen, verstuurd naar Alice en Bob, te meten zal<br />
onvermijdelijk de quantumtoestand van de fotonen veranderd hebben. Dit heeft als gevolg<br />
dat er fouten in de geheime sleutel moeten zijn. Om te controleren of de sleutel inderdaad<br />
veilig is moeten Alice en Bob na het verkrijgen van de sleutel een willekeurige gekozen<br />
deel van de sleutel opofferen om daarvan de bitwaarden te vergelijken. Als er geen fouten<br />
zijn, kan de rest van de sleutel gebruikt worden om veilig te communiceren, gegarandeerd<br />
door de quantumtheorie.<br />
Quantumteleportatie<br />
Zoals eerder vermeld is het onmogelijk om de exacte quantumtoestand van een gegeven<br />
<strong>voor</strong>werp te meten. Als Alice een <strong>voor</strong>werp in een quantumtoestand | Ψ〉 heeft (deeltje 1<br />
in figuur 8) en wanneer het <strong>voor</strong>werp niet direct aan Bob overhandigd kan worden, dan<br />
lijkt het in eerste instantie onmogelijk om | Ψ〉 aan Bob over te dragen. Door op twee manieren<br />
gebruik te maken van verstrengeling is het echter toch mogelijk dit te bereiken. Als<br />
eerste moeten Alice en Bob ieder één van een verstrengeld paar van deeltjes (bij<strong>voor</strong>beeld<br />
fotonen) ontvangen. De verstrengelde lijnen 2 en 3 in figuur 8 geven deze twee deeltjes<br />
aan. Zoals eerder vermeld, deze twee deeltjes hebben geen ‘eigen mening’ maar zullen<br />
tegengestelde eigenschappen hebben (bij<strong>voor</strong>beeld tegengestelde polarisatie). Als tweede<br />
moet Alice deeltje 1 en deeltje 2 zodanig behandelen dat ze in een verstrengelde toestand<br />
geraken. Dit is niet eenvoudig: deeltje 1 moet daar<strong>voor</strong> van zijn quantumtoestand | Ψ〉<br />
beroofd worden. Dit kan bereikt worden door de identiteit van deeltjes 1 en 2 te vervagen,<br />
Quantumsuperpositie en quantumteleportatie<br />
Figuur 8. Schematisch<br />
overzicht van<br />
quantumteleportatie.<br />
Een quantumtoestand<br />
van deeltje 1<br />
wordt vernietigd door<br />
Alice maar duikt<br />
weer op bij Bob door<br />
gebruik te maken<br />
van quantumverstrengeling<br />
en klassieke<br />
communicatie.