نیم نگاهی به پارادوکس کوانتومی

پژوهش‌گران موفق شدند تا با استفاده از مجموعه‌ای از اندازه‌گیری‌های ضعیف بر روی یک مدار ابررسانایی٬ مسیر فروپاشی تابع موجِ یک سیستم کوانتومی را در طول مدت زمان اندازه‌گیری تعقیب کنند.

ادامه نوشته

مولکول‌هایی از نور

هر چند فوتون‌ها تقریبا هیچ اندرکنشی با یکدیگر ندارند، اما فیزیک‌پیشگان به تازگی با ایجاد تعامل بین آنها به‌نحوی دو فوتون را درهم‌تنیده کرده‌اند که شبیه یک مولکول رفتار می‌کنند.

اولین مولکول‌های ساخته شده از دو فوتونِ نور، توسط فیزیکدانانی در آمریکا ایجاد شدند. آزمایش آنها شامل پرتاب جفت فوتون‌هایی در یک گاز فراسرد است، که در آن نوعی برهم‌کنش جاذبه‌ای باعث به هم چسبیدن فوتون‌ها شده و آنها را از نظر مکانیک کوانتومی درهم‌تنیده می‌کند. این موفقیت، به کامپیوترهای معمولی و همچنین به کامپیوترهای کوانتومی اجازه می‌دهد تا با استفاده از فوتون‌ها، اطلاعات را رمزنگاری و پردازش کنند.

ادامه نوشته

معرفی کتاب :آشنایی با نظریه اطلاعات و كامپیوترهای كوانتومی

ناشر : مركز نشر دانشگاهی

مولف : میشل لوبلاك

ترجمه : ابوالفضل میرجلیلی، محمد رضا علیزاده نائینی

ادامه نوشته

رمزنگاری کوانتومی در تلفن همراه

اولین راه عملی برای انجام رمزنگاری کوانتومی با استفاده از یک تلفن همراه توسط پژوهشگران نوکیا و دانشگاه برستول انگلستان ساخته شده است. رمزنگاری کوانتومی – که اجازه می‌دهد پیغام‌ها در اختفای کامل فرستاده شوند – در حال حاضر به بانک‌ها و دیگر سازمان‌هایی است که می‌توانند اجزای گران‌قیمت و بسیار حساس کوانتوم-اپتیکی را در هر دو سر اتصال مخابراتی تقبل کنند. آن‌چه گروه نوکیا/بریستول انجام داده این است: چگونه «توزیع کلید کوانتومی» (QKD) با استفاده از قطعات الکترونیکی ساده و ارزانی انجام شود که درون یک تراشه جا می‌گیرند؟

ادامه نوشته

کامپیوترکوانتومی(5)

همان طورکه می دانیم کامپیوترهای کوانتومی مزایای فراوانی در حل مسایل، با حجم زیاد اطلاعات و یا چندین متغیر مختلف دارند.  طراحی  کامپیوترهای کوانتومی به منظور افزایش قدرت محاسباتی فراتر از آنچه که توسط یک کامپیوتر معمولی قابل دسترسی می باشد،صورت می گیرد. درواقع کامپیوترهای کوانتومی مدعی انجام محاسباتی هستند، که با انواع معمولی غیر ممکن تصور می شود، برخی از آنها محاسبات مهم جهانی هستند.  دراین مطلب درادامه مطالب (1) و (2) و (3) و (4)  به بررسی ابزارهای تجربی کامپیوترهای کوانتومی،گام تازه درتکمیل کامپیوترهای کوانتومی، نخستین حافظه کامپیوترهای کوانتومی و نخستین کامپیوتر کوانتومی می پردازیم.

ادامه نوشته

کامپیوترکوانتومی(4)

همان طور که می دانیم ودرقسمت های (1) و (2) و (3)  نیزشرح دادیم کامپیوترکوانتومی دارای کیفیتی برتر در مقایسه با کامپیوترها ی فعلی است و قادر به انجام کارهایی فراتر از توانایی های  کامپیوتر های معمولی است.درواقع اساس کامپیوترهای کوانتومی بر خواص شگفت انگیزی از سیستم های کوانتومی استوار است.دراین قسمت به بیان توان یک کامپیوتر کوانتومی ،الگوریتم ها ونرم افزارهای کوانتومی می پردازیم.

ادامه نوشته

کامپيوتر کوانتومي (3)

علم قدم بزرگی به سوی عصر جدیدی ازنسل کامپیوترهای بسیار سریع برداشته است. کامپیوترهایی که حتی از بزرگترین ابرکامپیوترهای مورد استفاده در امروزه به شکلی تصاعدی سریعتر خواهند بود.همان طورکه درقسمت های (1) و (2) نیزتا حدودی بیان کردیم،درکامپیوترهای کوانتومی اصول حاکم تغییرمی کند.دراین قسمت واهمدوسی ،قدرت وتوانایی محاسبه کوانتومی وچگونه کا رکردن یک کامپیوترکوانتومی مطرح می شود.

ادامه نوشته

کامپیوترکوانتومی (2)

تا چند سال دیگر، کامپیوترهای كوانتومی از داخل آزمایشگاه های تحقیقاتی دانشمندان علوم رایانه، فیزیك و ریاضی دانان بیرون خواهند آمد و به صورت كاربردی و عملی مورد استفاده قرار خواهند گرفت. آن دسته از مسائل كه با محاسبات پیچیده ی خود، کامپیوترهای جبری امروز را به ستوه می آورند، توسط کامپیوترهای كوانتومی به آسانی حل خواهد شد. در  قسمت اول به مروری مختصر بر تاریخچه ی کامپیوترهای كوانتومی وتفا وتشان با کامپیوترهای کلاسیک و نحوه برقراری ارتباط درکامپیوترهای کوانتومی پرداختیم .دراین قسمت به بیان محاسبات کوانتومی وکیوبیت ها می پردازیم.

ادامه نوشته

کامپيوتر کوانتومي (1)

کامپيوتري که روي ميز تحرير شما جا خوش کرده، براي کارکردن بايد يک مشت صفر و يک را بفهمد و دستکاري کند. همه اطلاعات اعم از حروف و اعداد يا وضعيت مودم و موس شما با مجموعه اي از بيت هاي متشکل از صفرها و يک ها به کامپيوتر داده مي شود. درکامپيوترهاي معمولي قوانين فيزيک کلاسيک حاکم است،بيت هاي اطلاعات، خيلي ساده تعريف مي شوند؛ سوئيچ هاي الکتريکي مي توانند روشن يا خاموش باشند، اشيا مي توانند اينجا باشند، مي توانند هم نباشند! ولي کامپيوترهاي کوانتومي با طبيعت دودويي هاي فيزيک کلاسيک محدود نمي شود ،كامپيوتر كوانتومي دستگاهي است كه يك پديده ي فيزيكي را بر اساس قوانين فيزيک كوانتومي به صورت منحصر به فردي در مي آورد تا به صورت اساسي يك حالت جديداز پردازش اطلاعات را تشخيص دهد. در واقع روش بهتر و  قدرتمندتر براي پردازش اطلاعات پيش رويمان ،براساس فيزيک كوانتومي مي باشد.دراين مطلب به بيان تاريخچه وتفاوت هاي کامپيوترهاي کوانتومي وکلاسيک مي پردازيم و نحوه برقراري ارتباط رادرکامپيوترهاي کوانتومي شرح مي دهيم.

ادامه نوشته

محاسبات کوانتومی: کیوبیت‌ها

بیت‌های کوانتومی یا کیوبیت‌ها معادل کوانتومی ترانزیستورهایی‌اند که کامپیوترهای امروزی را تشکیل داده‌اند. وجه مشترک تمام کیوبیت‌ها آن است که می‌توانند از وضعیتی به وضعیت دیگر سوئیچ شوند. به طوری که از این وضعیت‌ها بتوان برای نشان دادن دوتایی اطلاعات استفاده نمود. کیوبیت‌ها دارای یکی از چهار نوع ذرة کوانتومی فوتون، الکترون، اتم و یون می‌باشند. فوتون‌ها با یکدیگر برهم‌کنش خوبی ندارند اما می‌توانند به آسانی از نقطه‌ای به نقطه دیگر جابه‌جا شوند و این خاصیت آنها را به گزینه‌ای مناسب جهت انتقال اطلاعات کوانتومی تبدیل می‌کند و به عکس الکترون‌ها، اتم‌ها و یون‌ها به آسانی با هم برهم‌کنش دارند، اما جابه‌جایی خوبی ندارند و به همین دلیل برای پردازش و ذخیرة اطلاعات کوانتومی بسیار مناسب می‌باشند.

بیت‌های کوانتومی یا کیوبیت‌های معادل کوانتومی ترانزیستورهایی‌اند که رایانه‌های امروزی را تشکیل داده‌اند. وجه مشترک تمام کیوبیت‌ها آن است که می‌توانند از وضعیتی به وضعیت دیگر سوئیچ شوند تغییر وضعیتی که می‌توان از آن برای نشان دادن دوتایی (صفر و یک) اطلاعات استفاده نمود.
کیوبیت‌ها دارای یکی از چهار نوع ذره کوانتومی فوتون، الکترون، اتم و یون می‌باشند. فوتون‌ها با یکدیگر برهم‌کنش خوبی ندارند، اما می‌توانند به آسانی از نقطه‌ای به نقطه دیگر جابه‌جا شوند و این خاصیت آنها را به گزینه‌ای مناسب جهت انتقال اطلاعات کوانتومی تبدیل می‌کند؛ الکترون‌ها، اتم‌ها و یون‌ها بر خلاف فوتون‌ها، به آسانی با هم برهم‌کنش دارند، اما جابه‌جایی خوبی ندارند و به همین دلیل برای پردازش و ذخیره اطلاعات کوانتومی بسیار مناسب می‌باشند.

ادامه نوشته