کامپیوترهای کوانتومی

کامپیوترهای کوانتومی

درهم تنیدگی کوانتومی یکی از جالبترین وجه های غیر کلاسیک مکانیک کوانتومی است که اساس نظریه اطلاع رسانی کوانتومی را تشکیل می دهد. بطور مثال حالتهایی که دارای ماکزیمم درهم تنیدگی هستند، حالتهای کلیدی برای فرابرد کوانتومی به شمار می روند. لذا با توجه به نقشی که حالتهای درهمتنیده در نظریه اطلاع رسانی کوانتومی ایفا می کنند، شناسایی و تعیین میزان درهم تنیدگی حالتهای کوانتومی نیز اهمیت بسزایی دارد و تاکنون سنجه های زیادی برای تعیین میزان درهم تنیدگی آنها معرفی شده است. در فصل اول این مقاله به مقدماتی از کامپیوترهای کوانتومی پرداخته شده و سپس در فصل دوم به مفاهیم ابتدایی و اولیه در کوانتوم توجه شده است. در فصل سوم که در آن بخشی از یک مقاله انگلیسی به کار رفته به مباحث اصلی مقاله یعنی «درهمتنیدگی کوانتومی» می پردازیم. و در فصل نهایی به نتیجه گیری و آینده ی این زمینه تحقیقاتی اشاره خواهیم کرد.

فصل اول : مقدمه ای بر کامپیوترهای کوانتومی

1- 1قانون مور و آینده کامپیوتر .................................................................................................... 2

1-2 تاریخ کامپیوترهای کوانتومی .................................................................................................. 3

1-3 کامپیوتر کوانتومیچیست؟ .................................................................................................... 4

1-4 سیر تحول تاریخی کامپیوترهای کوانتومی .............................................................................. 7

فصل دوم : مفاهیم اولیه مرتبط با کامپیوترهای کوانتومی

2-1 مقدمه................................................................................................................................... 11

2-2 مکانیک کوانتومی ................................................................................................................. 12

2-3 کوانتوم بیت ها ..................................................................................................................... 13

2-3-1 بیت ................................................................................................................. 14

2-3-1 مشاهده پذیر بولی ............................................................................................ 14

2-4 اطلاعات کوانتومی ................................................................................................................. 15

2-4-1خاصیت دوگانه موج-ذره .................................................................................. 17

2-4-2بیت ها و کیوبیت ها ........................................................................................ 17

2-4-3محاسبات موازی کوانتوم ها .............................................................................. 19

2-5 نقطه های کوانتومی ............................................................................................................... 19

2-6 الگوریتم های کوانتومی......................................................................................................... 22

2-7 الگوریتم ها و سخت افزارها ................................................................................................... 25

2-8 منشأ سرعت کامپیوترهای کوانتومی ......................................................................................25

2-9 رمزگشایی کوانتومی .............................................................................................................. 27

فصل سوم : درهمتنیدگی کوانتومی – محاسبات کوانتومی

3-1 محاسبات کلاسیکی............................................................................................................... 29

3-2 محاسبات کوانتومی ............................................................................................................... 29

3-2-1 توانایی و قدرت محاسبات کوانتومی ..................................................................... 32

3-3 درهم تنیدگی کوانتومی ........................................................................................................ 32

3-4 بازی GHZ......................................................................................................................... 33

3-5تئوری بل و نابرابری CHSH............................................................................................... 37

3-6 آزمایشات گروه GHZ.......................................................................................................... 41

فصل چهارم : نتیجه گیری

4-1 زمینه تحقیقات در آینده....................................................................................................... 45

4-2 نتیجه گیری........................................................................................................................ 47

فهرست اشکال و جداول

شکل (0) شکل شماتیک مدار نیم جمع کننده در سیستم کوانتومی ............................................. 6

شکل (1) نمایش کیوبیت ها واسپین ها .................................................................................................. 14

شکل (2) نمایش عدد دودویی 10 بوسیله ی دو اتم .......................................................................... 17

شکل (3) تولید مقادیر دودویی 0 و 1 توسط امواج و فوتون ها ..................................................... 18

شکل (4) مفهوم کیوبیت ........................................................................................................................... 26

شکل (5) نقش جمع کیوبیت ................................................................................................................... 26

شکل (6) اساس کامپیوترهای کوانتومی ..................................................................................................... 27

شکل (7)تعداد اتم های ناخالصی به کار رفته در بِیسِ ترانزیستور های دو قطبی .......................... 48

جدول (1) تغییرات میزان حافظه های ذخیره سازی نسبت به تغییر تعداد کیوبیت ها ..................... 19

خرید فایل

چرا کامپیوتر کوانتومی مطالعه می‌شود؟

چرا کامپیوتر کوانتومی مطالعه می‌شود؟

در جامع رایج، کامپیوترها،‌ در همه جا، روز و شب به کار می‌روند. کامپیوترها در زندگی معمولی ما و حرفه‌ ما نقش اصلی را دارند.

اخیراً‌ هنگام به کارگیری کامپیوترهای کنونی، در موقعیتهای مختلف با مشکلاتی مواجه شده‌ایم. یکی از این مشکلات اطمینان به ارتباط بین کامپیوترها در شبکه می‌باشد. این مشکل جدی است. هنگامی که یک مدرک سری بین دو کامپیوتر مبادله می‌شود می‌تواند توسط دستة‌سومی از کامپیوترها هم خوانده شود.

برای پیشگیری از چنین مشکلاتی سیستمهای رمزی مورد توجه قرار گرفت و به صورت وسیع بر روی آن تحقیق شد. از میان انواع مختلف سیستمهای رمزی، سیستمهای رمزی کلید عمومی RSA بیشتر استفاده شد.

این سیستمها بر اساس عامل مشترک یک عدد صحیح بزرگ عمل می‌کنند که به سختی انجام می‌شود و یا ممکن است حتی با ابرکامپیوترهای رایج هم سالها طول بکشد،‌ تا حل شود. طرح رمزی کنونی به وسیلة‌ تمرکز بر یک نقطه کم توان کامپیوتر انجام می‌شود.

از آنجایی که ساختن این سیستمها ساده است به صورت معمول در ارتباط بین کامپیوترها به کار می‌روند.

هر چند در سال 1994، p-shor در آزمایشگاه «AT, T » کشف کرد که چنین عامل مشترکی ممکن است با یک نمونه کامپیوتر که ماشینی ترینگ کوانتومی خوانده می‌شود و اساس یک کامپیوتر کوانتومی است،‌ بسیار سریع تر محاسبه می‌شود. این کشف به نوعی به کامپیوتر کوانتومی برجستگی داده است که ممکن است به رمز گشاینده‌های کامپیوتر فرصت دهد تا با موفقیت،‌ حتی به نفوذ ناپذیرترین سیستمهای طرح رمزی عملاً‌ در زمانی کوتاه یورش برند.

بر خلاف اطلاعات عددی 0 و 1 پردازش کامپیوترهای رایج، کامپیوترهای کوانتومی موقعیت بالای 0 و 1 را پردازش می‌کنند. (به عنوان مثال 0 در بعضی از درصدها و نیز 1 در بعضی درصدها) بنابراین مورد اخیر با مورد قبلی تفاوت دارد.

دلیل دیگری برای اینکه چرا پیدایش کامپیوترهای کوانتومی پیش بینی شده است وجود دارد و آن این است که حل عامل مشترک اعداد بزرگ با کامپیوترهای کلاسیک بسیار مشکل است.

خرید فایل

تیم uw برای ساخت نسل دیگری از کامپیوتر کوانتومی

تیم uw برای ساخت نسل دیگری از کامپیوتر کوانتومی

یک کامپیوتر کوآنتومی در حال کار می بایست آنقدر قدرتمند باشد که بتواند پاره ای از مشکلات را عرض ثانیه هایی حل نماید . که سریع ترین ابر کامپیوتر موجود ، میلیونها سال طول می کشد تا کامل شود .

برای جستجوی این قدرت محاسبه مقدس ، یک تیم منظم از محققان مهندس و فیزیک در دانشگاه برای به کارگیری نقطه های کوآنتومی ژرمانیوم سیلیکن در ساخت پایه و اساس نسل جدید کامپیوترها ، برنامه ریزی نمودند .

مرکز تحقیقات ارتش آمریکا ، از جنبة رقابتی بیش از 30 زیر مجموعه را برای سرمایه گذاری توسط محققان uw مدیسون انتخاب کرد که با صرف 3 سال و اعطای 5/1 میلیون به این محققان ، ابزار و توانایی منحصر به فرد خود را در جهت پیشرفت یک دروازة کوآنتومی نیمه هادی اصلی یا کیوبیت با هم متحد نماید .

در مرکز دنیای اتمی غیر قابل رؤیت محاسبة کوآنتومی ، نقطة کوآنتومی وجود دارد ، یک جعبه ، به جرم نانومتر که تعداد مشخصی از الکترونها را نگه می دارد

عدد می تواند با تغییر میدان الکتریکی نزدیک نقطه ماهرانه به کار برده شود . یک کامپیوتر کوآنتومی می بایست این نقاط را به کارگیرد تا برتری یک پدیدة کوآنتومی شناخته شده در جایگاه فوق العاده را به دست آورد به عنوان مثال یک الکترون می بایست حالت چرخش خود را در هر دو طرف بالا و پایین را در یک زمان حفظ نماید .

در جایی که کامپیوتری ( کلاسیک ) حالت بالا و پایین را به کار می برد تابیتهای اطلاعاتی را به صورت 0 و 1 یعنی کدهای دوتایی نشان دهد ، یک کامپیوتر کوآنتومی جایگاه عالی را تحت عنوان کیوبیتها به کار می برد با جایگاه عالی ، یک کیوبیت ، قبل از اندازه گیری نه به حالت 0 و نه 1 می باشد ، بلکه توأماً به عنوان هر دو مورد یعنی 0 و 1 وجود دارد . حالت جفت جفت ، در مرحلة ارتباط نزدیک به هم گره خورده اند .

تعیین بالا یا پایین حالت چرخش یک ذره بر حالت ذرة جفتی اش تأثیر می گذارد .

شگفت انگیزتر این است که ذره های به هم گره خورده ارتباطشان به حافظه سپرده می شود و اینکه فاصلة بین آنها چقدر است . مسئلة مهمی نیست ، چیزی که انیشتین آنرا در یک بعد عملی وحشت انگیز می خواند .

خرید فایل

نهان نگاری کوانتومی با استفاده از جهش درهم تنیدگی برای حالتهای GHZ

نهان نگاری کوانتومی با استفاده از جهش درهم تنیدگی برای حالتهای GHZ

نهان نگاری، روشی برای پنهان کردن اطلاعات است که تنها برای یک گیرنده مشخص قابل رؤیت است. در این مقاله یک روش نهاننگاری کوانتومی امن با استفاده از جهش درهم تنیدگی کوانتومی برای ارتباطات حالتهای GHZ یا سهطرفه ارائه شده است. در اینجا جهش درهم تنیدگی برای ایجاد یک لایهپنهان پیام ...

دریافت فایل

دانلود پروژه نظریه کوانتومی با فرمت Power Point

دانلود پروژه نظریه کوانتومی با فرمت Power Point

مکانیک کوانتوم یکی از دو انقلاب بزرگ در علم فیزیک مدرن بود. اولی یا نسبیت اینشتین در واقع حد اعلاء فیزیک کلاسیک بود. ولی مکانیک کوانتوم و نظریات مرتبط با آن، دنیای علم و فلسفه آنرا به کلی تغییر داد و پایانی بود بر فیزیک کلاسیک. مکانیک کوانتوم را مانند نسبیت اینشتین همه ما ...

دریافت فایل

بررسی عملکرد سلول خورشیدی مبتنی بر نقاط کوانتومی CdSe نانوسیم های - ZnO

بررسی عملکرد سلول خورشیدی مبتنی بر نقاط کوانتومی CdSe نانوسیم های - ZnO

این مقاله به بررسی عملکرد سلول خورشیدی مبتنی بر نقاط کوانتومی CdSe نانوسیم های Zno می پردازد ...

دریافت فایل

پروژه پیرامون کامپیوترهای کوانتومی (فرمت Wordورد و باقابلیت ویرایش )تعداد صفحات 36

پروژه پیرامون کامپیوترهای کوانتومی (فرمت Wordورد و باقابلیت ویرایش )تعداد صفحات 36

کامپیوترهای کوانتومی امروزه کامپیوترها به سرعت درحال نزدیک شدن به محدودیتی بنیادین هستند . شاید بزرگترین ضعف آن ها این است که متکی برفیزیک کلاسیک هستند که برازدحام پربرخورد میلیاردها الکترون درون تقریبا همان تعداد ترانزیستورحکم رانی می کنند .تراشه های درون کامپیوترهای ...

دریافت فایل

کتاب اصولی از مکانیک کوانتومی (Fundamentals of Quantum Mechanics)

کتاب اصولی از مکانیک کوانتومی (Fundamentals of Quantum Mechanics)

نام کتاب : Fundamentals of Quantum Mechanics For Solid State Electronics and Optics نویسنده : C.L.Tang - Cornell University, Ithaca, NY انتشارات : دانشگاه کمبریج- 2005 تعداد صفحات : 206 صفحه حجم فایل : 1.5 مگابایت فصول کتاب: Classical mechanics vs. quantum mechanics 11.1 Brief overview of classical mechanics 11.2 Overview of quantum mechanics 22 Basic postulates and mathematical tools 82.1 State functions ...

دریافت فایل

شبیه سازی چاه کوانتومی در متلب

شبیه سازی چاه کوانتومی در متلب

این پروژه شامل 4 فایل متلب به قرار زیر میباشد که حاوی کدهایی هستند که به شبیه سازی چاه کوانتومی و پدیده تونل زنی میپردازند: فایل p1: این کد به شبیه سازی چاه کوانتومی تعریف شده توسط کاربر میپردازد، شما میتوانید با تنظیم محل و عمق و تعداد چاه ها به بررسی توابع موج و مقادیر ویژه ...

دریافت فایل

پایان نامه ارتباط مستقیم امن کوانتومی

پایان نامه ارتباط مستقیم امن کوانتومی

عنوان پایان نامه: ارتباط مستقیم امن کوانتومی قالب بندی: pdf فهرست: چکیده پیشگفتار مقدمه نظریه اطلاعات و محاسبات کوانتومی نظریه رمزنگاری کوانتومی ارتباط مستقیم امن کوانتومی مخابره از راه دور کوانتومی نتیجه گیری مفاهیم اولیه اطلاعات و محاسبات کوانتومی اصول موضوعه ...

دریافت فایل