دانلود مقاله عناصر و اصطلاحات و مدارهاي كوانتومي 10 ص
دسته بندي :
مقاله »
مقالات فارسی مختلف
لینک دانلود و خرید پایین توضیحات
دسته بندی : وورد
نوع فایل : word (..doc) ( قابل ويرايش و آماده پرينت )
تعداد صفحه : 12 صفحه
قسمتی از متن word (..doc) :
1
2
عناصر و اصطلاحات و مدارهاي كوانتومي
مقدمه :
در اين بخش مي‌خواهيم درباره اصطلاحات و عناصري كه در طراحي الگوريتم‌هاي كوانتومي لازم هستند، صحبت كنيم اصطلاحاتي چون كيوبيت، ثبت‌كننده‌ها، اعمال كنترل شده حالتهاي پايه محاسباتي و … برخي از اين عناصر معادل‌هاي كلاسيكي دارند ولي برخي ديگر مختص جهان كوانتومي بوده و معادل كلاسيكي ندارند.
2-1. بيت‌هاي كوانتومي و ثبت‌كننده‌ها «Quantum Bit’s and Registers»
bit مفهومي اساسي در فن‌آوري و علم اطلاعات است فلذا بيت‌هاي كوانتومي كه از اين به بعد آنها را كيوبيت خواهيم ناميد يكي از پايه‌هاي اساسي Q.C. است. در واقع كيوبيت يك شيء رياضي با خصوصيتي معين است به بيان دقيقتر يك كيوبيت عبارت از يك بردار واحد در فضاي ضرب داخلي دو بعدي است كه ميتوانيم آنرا به صورت
{10> 11>} نمايش دهيم. همواره علاقمند هستيم اين مفهوم رياضي را با يك خاصيت فيزيكي قابل لمس نماييم :
فرض كنيم S يك كميت دوبعدي از يك سيستم كوانتومي با حالتهاي متعامد 01> و 11> باشد كه اين حالتها مي‌توانند پايه‌هاي طبيعي بسط دهنده اين سيستم باشند آنگاه يك كيوبيت عبارت است از حالت كوانتومي 1Ø> كه :
راههاي زيادي براي حقيقت بخشيدن به مفهوم فوق وجود دارد مي‌توان حالت 10> را حالت پايه الكترون در اتم هيدروژن و 11> را اولين حالت برانگيخته در نظر گرفت و يا يك سيستم اسپيني كه دو حالت اسپين بالا را 10> و اسپين پايين را با 11> نمايش دهيم
تفاوت اساسي بين كلاسيكي و بيت كوانتومي در آن است كه يك بيت كلاسيكي يا در حالت 10> است و يا در حالت 11> در حالي كه يك كيوبيت مي‌تواند هر بر هم نهي خطي از حالتهاي 10> و 11> را بپذيرد بنابراين مي‌تواند در تعداد غير قابل شمارشي از حالتها قرار داشته باشد. مفهوم اين جمله آن است كه ظاهراً مي‌توان اطلاعات فوق‌العاده زيادي حتي به صورت نامحدود در يك بيت كوانتومي با انتخاب مطالب
1
3
α و β جاي داد اما عملاً ثابت شده است كه بيت كوانتومي مي‌تواند فقط در برخي حالتهاي محدود قرار داشته باشد مثلاً يك كيوبيت TRINE كيوبيتي است كه فقط يكي از سه حالت
و و يا را به خود بگيرد.
ميتوانيم حالت 1Ø> را با استفاده از نمايش هندسي كره بلوخ (Bloch sphere) مناسبتر بنويسيم چون همانگونه كه در شكل آمده ميتوانيم 2-1 را به صورت زير بنويسيم :
(2)
كه در آن ، ، اعداد حقيقي هستند. عامل فازي مشاهده‌پذير فيزيكي نيست و لذا مي‌توان آنرا حذف كرد و لذا :
2-2 : اندازه‌گيري كيوبيت ها : qubit measuerment
يكي از مشكلات كيوبيت‌ها اين است كه تمامي آنچه كه وارد يك كيوبيت مي‌شود، لزوماً همان خارج نمي‌شود. دركل ، براي يك حالت نامعين از يك كيوبيت تك قابل تشخيص نيست و آن توسط يك اندازه‌گيري تصويري كاملاً امكانپذير نيست. فيزيك كوانتومي قواعد دقيقي مبني بر چگونگي استخراج اطلاعات استخراج اطلاعات از يك حالت كوانتومي ناشناس دهد. خروجي هر اندازه‌گيري تصويري از يك كيلوبيت ، بايد با عبارت كلاسيكي فرمولبندي شود. دقيقتر، مي‌توان از هر اندازه‌گيري تصويري يك كيلوبيت، فقط يك بيت كلاسيكي از اطلاعات را تهيه كرد. بنابراين با وجود اينكه يك ارتباطي بين حالتهاي كوانتومي ممكن از يك كيوبيت منفرد وجود دارد، ولي اين حالتها نمي‌توانند از همديگر تشخيص داده شوند. هيچ اندازه‌گيري نمي تواند بيشتر ازيك بيت از اطلاعات را از دوكيوبيت داده شده، استخراج بكند. ازديدگاه اطلاعات، از يك كيوبيت مي‌توان توسط يك اندازه‌گيري تصويري دقيق، همان مقدار از اطلاعات كلاسيكي را به اندازه يك بيت كلاسيكي دريافت كرد، حقي ديگر به طور نامحدودي بسياري از حالتهاي بالقوه را داشته باشد.