مشاوره رایگان تحصیلی
منو

فشرده‌سازی داده‌های کوانتومی برای نخستین بار

+ 12
رأی شما
- 5

فشرده‌سازی کوانتومی داده‌ها برای اولین بار در آزمایشگاه به اثبات رسید. فیزیک‌دانانی که در کانادا و ژاپن کار می‌کنند اطلاعات کوانتومی موجود در سه بیت کوانتومی (کیوبیت) را به دو کیوبیت فشرده کرده‌اند؛ یک فناوری که راه استفاده موثرتر از حافظه‌های کوانتومی را هموار کرده و روش جدیدی برای آزمایش قطعات منطقی کوانتومی پیشنهاد می‌دهد.

فشرده‌سازی داده‌های کلاسیکی روالی ساده است که در آن به رشته‌ای از اطلاعات این اجازه داده می‌شود تا فضای کمتری در حافظه‌ی رایانه‌ها اشغال کنند. با یک رشته‌ی خالص (برای مثال٬ ۱۰۰۰ مقدار دودویی) یک رایانه بسادگی قادر خواهد بود تا فرکانس 1s و 0s را ثبت کند که تنها نیازمند دو یا چند جین از مقادیر دودویی است. ثبت اطلاعات درمورد مرتبه‌ی این 1s و 0s نیازمند رشته‌ی کمی طولانی‌تر است اما احتمالاً هنوز کوتاه‌تر از جمله اصلی باشد.

داده‌های کوانتومی نسبتاً متفاوت هستند و نمی‌توان بسادگی فرکانس 1s و 0s را در یک رشته اطلاعات کوانتومی تعیین کرد. این مسئله از طبیعت عجیب و غریب کیوبیت‌ها نشات می‌گیرد که بر خلاف بیت‌های کلاسیکی می‌توانند ۱ یا ۰ یا یک «برهم‌نهی» از این دو مقدار باشند. در واقع کاربر می‌تواند جهت ثبت «یک-بودن» یک بیت اندازه‌گیری را انجام دهد اما چنان اندازه‌گیری هر اطلاعاتی در مورد «صفر-بودن» آن کیوبیت را از بین خواهد برد. علاوه بر این٬ اگر یک کاربر پس از آن کیوبیت ثانوی که به روش مشابهی آماده شده است را اندازه بگیرد٬ ممکن است مقدار متفاوتی برای «یک-بودن» آن بدست آورد چون کیوبیت‌ها مقادیر یکتایی را مشخص نمی‌کنند و فقط احتمال نتایج اندازه‌گیری مشخص می‌شود. به نظر می‌رسد این ویژگی حتی مانع فشرده‌سازی کیوبیت‌های یکسان شود٬ چون راهی وجود ندارد که پیش‌بینی کنیم این کیوبیت‌ها سرانجام چه مقادیر کلاسیکی را به خود می‌گیرند.

گامی رو به جلو

در سال ۲۰۱۰ فیزیک‌دانانی به نام مارتین پلش (Martin Plesch) و ویلادیمیر بوزک (Vladimír Bužek) از فرهنگستان علوم اسلوواک در براتیسلاوا (Bratislava) متوجه شدند که هرچند امکان این وجود ندارد که داده‌های کوانتومی را به اندازه‌ی داده‌های کلاسیکی فشرده کرد اما می‌توان تاحدودی این کار فشرده‌سازی را انجام داد.

به گفته‌ی آیفریم استاینبرگ (Aephraim Steinberg) از دانشگاه تورنتو: «به این طریق شما می‌توانید کیوبیت‌ها را تازمانی نگه‌داری کنید که بدانید در پی پاسخگویی به چه سوالی هستید٬ اگر بخواهید x را بدانید می‌توانید x را اندازه‌گیری کنید٬ اگر بخواهید به z دست یابید می‌توانید z را اندازه‌گیری کنید- درحالی‌که اگر کیوبیت‌ها را نگه‌داری نکنید بایستی آن اندازه‌گیری را انتخاب کنید که می‌خواهید همین حالا آن را انجام دهید».

اکنون استاینبرگ و همکارانش فشرده‌سازی کوانتومی را برای نخستین بار با کیوبیت‌های فوتونی به اثبات رسانده‌اند. چون کیوبیت‌های کوانتومی در حال حاضر به دشواری بسیار در گیت‌های منطقی کوانتومی پیش می‌روند٬ گروه استاینبرگ به یک فناوری متوسل شده که به اندازه‌گیری بر پایه‌ی محاسبه کوانتومی معروف است. در این فناوری٬ خروجی یک گیت منطقی به شکل «توکار» در کیوبیت‌هایی وجود دارد که از منبع یکسانی آماده و درهم‌تنیده شده‌اند. جزئیات این فناوری پیچیده است اما پژوهش‌گران با این کار انتقال طبیعت احتمالی سه کیوبیت‌ به دو کیوبیت را مدیریت کرده‌اند.

یک ترفند خوب

به بیان پلش این اولین بار است که فشرده‌سازی داده‌های کوانتومی تحقق یافته است. وی معتقد است استاینبرگ و همکارانش حُقه‌ی خوبی را بکار برده‌اند. وی می‌افزاید: «با این وجود این رهیافت برای اعمال بر روی تعداد بسیار زیادی از کیوبیت‌ها دشوار است. با این حال به این کار به عنوان اثبات مفهومی بسیار خوبی نگاه می‌کنم که در آینده از آن بهره‌مند می‌شویم».

به زعم استاینبرگ فشرده‌سازی کوانتومی در ابعاد بزرگ ممکن است با انواع مختلفی از کیوبیت‌ها٬ همچون یون‌های به دام افتاده٬ امکان‌پذیر باشد که اثبات شده مدیریت این یون‌ها در هنگردهای بزرگ راحت‌تر است. یک استفاده‌ی کاربردی از این فرآیند در قطعات کوانتومی خواهد بود که از فرآیند توموگرافی کوانتومی استفاده می‌کنند. در این قطعات کیوبیت‌های یکسانِ فراهم‌شده در طول یک قطعه‌ی کوانتومی فرستاده می‌شوند تا عملکرد صحیح آن را بررسی کنند. به بیان استاینبرگ با فشرده‌سازی کوانتومی می‌توان آزمایش توموگرافی را انجام داد و سپس تصمیم گرفت که کدام جنبه از قطعه را می‌خواهید بیازمایید.

اما در عین حال استاینبرگ می‌گوید نمایش چنان فرآیندی چشم‌انداز دیگری از عجایب دنیای کوانتومی را بدست می‌دهد. وی می‌گوید: «اگر کتابی داشته باشید که مملو از تنها یک‌ها باشد می‌توانید بسادگی به دوست خود بگوئید کتاب پر از یک‌هاست. اما به زبان مکانیک کوانتومی این در حال حاضر درست نیست. حتی اگر من میلیاردها فوتون یکسان آماده شده را به شما تحویل بدهم شما قادر خواهید بود تا  اطلاعات مختلفی را از هریک استخراج کنید. برای آن‌که حالات آن‌ها را کاملاً توصیف کنید به بی‌نهایت اطلاعات کلاسیکی نیاز خواهید داشت.»

این پژوهش در مجله‌ی فیزیکال ریویو لترز توصیف شده است.     

درباره‌ی نویسنده:

جان کارترایت (Jon Cartwright) روزنامه‌نگار آزاد در بریستول انگلستان است.

psi.ir

+ 12
رأی شما
- 5



www.HUPAA.com
مشاوره رایگان تحصیلی
ویدیو کلیپ علمی
محک
● مقالات فیزیک
● اخبار فیزیک
● مطالب پربیننده
● مجله علمی
● کوانتوم و فیزیک جدید
● الکترومغناطیس
● نظریات ایرانی
● نجوم و اخترفیزیک
● فلسفه و متافیزیک
● نانوتکنولوژی
● برق و الکترونیک
● هواشناسی و فیزیک جو
● فیزیک نور و اپتیک
● مکانیک و ترمودینامیک
● مطالب متفرقه
● معرفی کتاب
● دانشمندان
● فیزیک در ایران
● سایتهای فیزیک انگلیسی
● سایتهای فیزیک فارسی
● دانلود نرم افزار
● تصاویر دیدنی
● پزشکی و سلامت
امکانات
● خانه
● انجمن فیزیکدانان جوان ایران
● چت روم هوپا
● درباره ما
● سفارش آگهی
● تماس با ما
● عضویت در انجمن
● ورود
● RSS
آگهی های متنی
● ادامه تحصیل در مالزی
● دانشگاه های مالزی
● سعيد سيوف جهرمي
● هر آنچه می خواهید
● مجله پزشکی
● توصیه های پزشکی
● پس از باران
● انجمن علمی فیزیک پیام نور
● دانلود کامل
● سایت گردشگری آنوبانی نی
● جاویدان
● سنگ شکن
● آگهی رایگان
● ایتکا
● پزشکی
● مجله علمی
● پی سی گیمرز
● موسسه پروفسور حسابی
● میهن کمپ
● پی سی وبلاگ
● کتاب هفته
● دهکده فضایی
● ایران حافظ
● Airgo Design
● دکتر علی افضل صمدی
عضویت در خبرنامه
ایمیل :
ادامه تحصیل در خارج از کشور
ادامه تحصیل در خارج از کشور
ادامه تحصیل در خارج از کشور
ادامه تحصیل در خارج از کشور
ادامه تحصیل در خارج از کشور
ادامه تحصیل در خارج از کشور
ادامه تحصیل در خارج از کشور
ادامه تحصیل در خارج از کشور
ادامه تحصیل در خارج از کشور
ادامه تحصیل در خارج از کشور
ادامه تحصیل در خارج از کشور
پزشکی و سلامت
مشاوره رایگان تحصیلی
بیگ بنگ
آخرین گفتگوها در انجمن
تصویر های دانشیک (81 پاسخ)
ميدان تاخيري (24 پاسخ)
واپاشی هسته ایی (0 پاسخ)
تصاویر نجومی (1947 پاسخ)
دروس آنلاین و رایگان در دانشگاه‌های برتر دنیا (2 پاسخ)
زمین تخت گرایان (92 پاسخ)
[پارادوکس] ذره باردار در میدان گرانشی یکنواخت (13 پاسخ)
تعریف آماری فشار (0 پاسخ)
مفهوم تکانه (2 پاسخ)
ظرفیت خازن (3 پاسخ)
سوال مربوط به اثبات فرمول های انرژی نسبیتی (3 پاسخ)
محاسبه سرعت چرخش در حرکت دورانی یکنواخت (1 پاسخ)
تفاوت نیرو با انرژی چیست؟ (14 پاسخ)
مدل تکتایی برای کوارک ها به چه معناست؟ (0 پاسخ)
بررسی ناوردایی توان در نسبیت خاص (2 پاسخ)
پارسی را پاس بداریم (968 پاسخ)
بررسی پایستگی تکانه و انرژی (1 پاسخ)
عملگرها و اپراتورها در ریاضیات و فیزیک (67 پاسخ)
ایرادها و پارادوکس های نسبیت خاص (239 پاسخ)
سوال در مورد انقباض طولی (3 پاسخ)
شوخي و فكاهي در رياضيات و فيزيك (514 پاسخ)
بازبهنجارش (14 پاسخ)
کشف یک واقعیت خفه کننده! (3 پاسخ)
ایجاد دافعه در آهنربا (1 پاسخ)
معرفی چند سایت فیزیک (12 پاسخ)
سوال ترکیبی پرتابه و انرژی (1 پاسخ)
چگونه باید ضخامت حباب را اندازه گرفت؟ (3 پاسخ)
شتاب تبدیلات لورنتس (5 پاسخ)
ریاضیات کوانتومی (4 پاسخ)
قرص دیجیتالی که ورود خود را به معده اطلاع می‌دهد (0 پاسخ)
باکتری‌های روده تاثیر درمان سرطان را "بیشتر" می‌کند (0 پاسخ)
انرژی از هیچ، با انرژی پتانسیل گرانشی (34 پاسخ)
هوش مصنوعی که سیستم‌های امنیتی را دور می‌زند (0 پاسخ)
اتساع طول (2 پاسخ)
برنامه محاسباتی عدد پی (8 پاسخ)
راه و روش ترجمه کتاب های فیزیک (3 پاسخ)
آیا جنس مواد نسبیست؟ (5 پاسخ)
انرژی چگونه به جرم تبدیل میشود؟ (15 پاسخ)
ردیابی امواج گرانشی در برخورد دو ستاره نوترونی (0 پاسخ)
کتابهای مناسب برای یادگیری فیزیک (3 پاسخ)
معرفي وبلاگ هاي فيزيكي هر كس وبلاگي داره معرفي كنه (141 پاسخ)
تبدیل کانونیک برای معادله هامیلتونی کوب نشده (1 پاسخ)
علت چرخش الکترون چیست؟ (12 پاسخ)
چگونه از آلوده بودن فایل‌ها پیش از دانلود مطلع شویم؟ (0 پاسخ)
محاسبه فشار آب (1 پاسخ)
مقالاتي از گوشه و كنار رياضيات (94 پاسخ)
ضد جاذبه (3 پاسخ)
سوالی در مورد چگونگی محو نور فوکوس شده خورشید توسط عدسی ها (15 پاسخ)
اکسل برای مدیران، مهندسان، حسابداران و تولید ایده های نو (4 پاسخ)
مشتق تابع (3 پاسخ)
فرمول جاذبه نیوتون (1 پاسخ)
سرعت نور (101 پاسخ)
دانلود رایگان کتاب گرانش کوانتومی فارسی (4 پاسخ)
جهان چند بعد دارد؟ (41 پاسخ)
جایزه نوبل (13 پاسخ)
اسم این دستگاه چیه ؟ (3 پاسخ)
سفرهای طولانی در کره زمین با سفینه انجام خواهند شد (0 پاسخ)
موارد آموزنده در نسبیت (2 پاسخ)
چرا ریاضیات می‌خوانیم؟ (12 پاسخ)
ماهیت انرژی (23 پاسخ)
مقالات فیزیک
به این دلیل است که نباید خمیر خام بخورید.
شناخت کوچک‌ترین ضبط دنیا
زنان ماقبل تاریخ، قوی‌تر از زنان ورزشکار امروزی بودند.
احتمال انتقال حیات، از سیاره‌ای به سیاره‌ی دیگر
هنگام خرید لپ‌تاپ به چه نکاتی باید توجه کرد؟
شناسایی جرمی بسیار جالب توسط کاوشگر چینی
عامل حساسیت نهان به گوشت قرمز در انسان‌ها
آیا نخستین اشکال حیات روی زمین، خیلی زود شکل گرفتند؟
دانشمندان گل رز الکترونیکی با قابلیت ذخیره‌ی انرژی ساختند.
ادعای ارائه‌ی نظریه‌ی کوانتوم در دهه‌ی ۱۹۳۰ میلادی
چرا ابرها معلق می‌مانند؟
اسپیس‌ایکس دو شهروند را به مدار ماه می‌فرستد.
بالاخره نشانه‌هایی از ماده‌ی تاریک دیده شد!
کاهش ذخیره‌ی تخمدان در زنان شهری
نظریه‌ی ریسمان چیست و چرا بشر واقعاً به آن نیاز دارد؟
بی‌زاری از مَلَچ مُلوچ اطرافیان؛ میسوفونیا
خطر مصرف نوشیدنی‌های شِکری
پهپادها همچنان هوشمندتر می‌شوند!
روند ذوب شدن برف‌ها در آب‌وهوای گرم‌تر
ترسیم شجره‌نامه‌ی ستارگان
حفاری سنگر عصر سلیمان نبی، در دره‌ی تیمنای
خطر اسیدی شدن اقیانوس‌ها برای صدف‌ها
چرا پیوند سر انسان، هرگز ممکن نخواهد بود؟
کاوشگر کنجکاوی، نوعی سنگ معدنی به‌نام «هماتیت» در مریخ یافت.
ثبت ضربان حیات زمین در تایم‌لپس ناسا
قلب این دختر در خارج از سینه‌اش می‌تپد!
ارتش آمریکا در صدد تبدیل گیاهان به شبکه‌ای از جاسوسان محیطی است.
کشف سحابی غول‌پیکری در اطراف کوازاری دوردست
داروی دیابت می‌تواند از پس‌زنی عضو پیوندی جلوگیری کند.
سگ‌ها چهره‌ی شاد انسان‌ها را بیشتر دوست دارند!
ادامه ...
اخبار فیزیک
یافته های تازه دانشمندان ممکن است سفر در زمان را غیرممکن کند!
نگاهی به دوردست‌های کیهان به کمک یک خوشه کهکشانی غول‌پیکر
سنجش ذرات در کیهان اولیه
پیش‌بینی جرم ذره «هیگز» توسط سیمپسون‌های کارتونی 14 سال قبل از سرن!
فریب فوق‌العاده نور توسط محقق ایرانی
طراحی پای مصنوعی دارای سیستم بینایی توسط دانشمندان ایرانی
حل یک مساله سی‌ساله فیزیک شبیه‌سازی مواد ابررسانا با اتم‌های فوق سرد با همکاری فیزیکدان ایرانی
مخترع لیزر چارلز تاونز در 99 سالگی درگذشت
حل معماهای فیزیک در آزمایشگاه‌های ارزان بجای شتاب‌دهنده‌! مشاهده حالت بوزون هیگزی در ابررسانا برای نخستین بار
سه ایرانی در میان 100 نفر کاندیدای نهایی سفر بی بازگشت به مریخ
آمادگی برخورددهنده بزرگ هادرونی برای کشف یک ذره جدید
مشاهده پیوند شیمیایی اتم‌ها و تشکیل مولکول برای نخستین‌بار
کشف عجایب حبابی با سی‌تی اسکن درون یک ابرنواختر
لوح انجمن جهانی نفرولوژی به «پدر علم نفرولوژی ایران» اعطا می‌شود
چرا برخی کهکشان‌ها جوانمرگ می‌شوند؟
ادامه ...
مطالب پربیننده
راز حفره‌های رنگارنگ یلواستون (0+)
تصویری جدید از ژرف آسمان (0+)
بینی کدام جنبه‌های احساسی ما را نمایان می‌سازد؟ (0+)
ساعتی مچی برای سفر خیالی در فضا (0+)
چرا جهان ما سه‌بُعدی است؟! (0+)
نقشه‌برداری اندام‌های مصنوعی پیشرفته در مغز (0+)
مدل‌سازی شکل باستانی زمین، با هدف مطالعه‌ی سیارات‌ فراخورشیدی (0+)
آثار نساجی در قبری باستانی یافت شد. (0+)
تعیین تاریخ عصر فرعون‌ها با کمک کسوف حلقه‌ای (0+)
ساختارهای برای پیش‌گیری از بیماری آلزایمر (0+)
هوای گرم باعث کوچک شدن سوراخ اوزون شده است. (0+)
ابزاری برای مطالعه‌ی آب‌فشان‌های انسلادوس (0+)
رصد خوشه‌ی عظیم کهکشانی Abel1300 (0+)
نکات ضروری در پیشگیری از سرطان روده‌ی بزرگ (0+)
زمان آغاز تغییرات عظیم انسانی بر روی زمین (0+)
ادامه ...