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기술

초밀집 부호화

초밀집 부호화기술
영어
Superdense coding
사전 자원
공유 얽힘 한 쌍
전송량
큐비트 1개
전달 메시지
고전 비트 2개
초밀집 부호화는 미리 공유한 얽힘 한 쌍을 이용해 큐비트 하나를 전송하여 고전 비트 두 개를 전달하는 프로토콜이다. 수신자는 자신의 큐비트와 전달받은 큐비트를 함께 측정해 네 메시지를 구별한다.

얽힘을 먼저 나누기

송신자와 수신자는 처음에 벨 상태 한 쌍의 큐비트를 하나씩 갖는다. 두 비트를 전달한다는 말에는 이 사전 자원이 포함된다. 아무 공유 자원 없이 큐비트 하나만 보내서 언제나 두 비트를 전달한다는 주장이 아니다.

네 상태로 부호화

송신자는 메시지에 따라 자신의 큐비트에 항등연산, X, Z, XZ 중 하나를 적용해 서로 직교하는 네 벨 상태 가운데 하나를 고른다. 그런 뒤 자기 큐비트를 실제로 수신자에게 보낸다. 수신자의 큐비트 하나만 따로 보는 것으로는 메시지를 읽을 수 없다.

수신자의 공동 연산

수신자는 두 큐비트에 CNOT과 아다마르 게이트 등을 적용해 벨 상태들을 계산 기저의 서로 다른 결과로 바꾼다. 그러면 두 비트의 메시지를 구별할 수 있다. 큐비트 순서와 비트의 대응은 프로토콜에 정한 약속에 따라 읽어야 한다.

순간이동과 비교

양자 순간이동은 공유 얽힘과 고전 비트 두 개를 써서 미지 큐비트 상태를 전달한다. 초밀집 부호화는 공유 얽힘과 큐비트 전송으로 고전 비트 두 개를 전달한다. 자원의 종류와 전송 방향을 구분해야 하며, 둘 모두 빛보다 빠른 통신을 제공하지 않는다.

관련 문서

큐비트 / 양자 얽힘 / CNOT 게이트 / 양자 회로 / 양자 순간이동 / 비트 / 양자 네트워크 / 정보