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 كار رفته در بِیسِ ترانزیستور های دو قطبی ..........................   48

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