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
چرا نبایست با افراطی ها بحث کرد؟ (0 پاسخ)
راهی برای دوباره زیستن - بدن جدید - عمر نامحدود (25 پاسخ)
انرژی چگونه به جرم تبدیل میشود؟ (21 پاسخ)
عملگرها و اپراتورها در ریاضیات و فیزیک (70 پاسخ)
زمین تخت گرایان (99 پاسخ)
پارسی را پاس بداریم (971 پاسخ)
کتاب مناسب برای کنکور (6 پاسخ)
کمبود ویتامین دی و سرطان ها (0 پاسخ)
برنامه‌ای که مرگ را پیش‌بینی می‌کند (0 پاسخ)
پایانه های باتری (3 پاسخ)
تست هوش واقعی (19 پاسخ)
ببینید و لذت ببرید (2 پاسخ)
سیگنال تحلیلی (0 پاسخ)
نسبیت خاص خوانی(!)،سوالات و مقالات پراکنده پیرامون نسبیت خاص (23 پاسخ)
نحوه محاسبه میدان مغناطیس یک اهنربای دائمی در فضا بچه صورتیه (2 پاسخ)
نیوتون چگونه حرکت بیضوی زمین را ثابت کرد؟ (12 پاسخ)
آیا هر جسمی در هر شرایطی دارای جاذبه است؟ (22 پاسخ)
بطری آب (0 پاسخ)
نمایش کسر ثابت گرانش, سرعت نور ، عدد طلایی با توانهای 3 (5 پاسخ)
تغییرات وزن (6 پاسخ)
محاسبات مغناطیس (6 پاسخ)
تغییرات رنگ به علت زاوبه تابش (7 پاسخ)
چرا خطوط میدان الکتریکی همدیگر را قطع نمی کنند؟ (22 پاسخ)
انتشار کتاب ((نظریه ی غلظت)) در نیویورک-آمریکا (11 پاسخ)
موتور دما کوری (0 پاسخ)
ترازو جرم یک ماده را اندازه گیری می کند یا وزن آن ماده را (4 پاسخ)
تصاویر نجومی (1949 پاسخ)
فاصله زمین و خورشید چگونه باعث پدید امدن فصل‌ها می‌شود؟ (2 پاسخ)
سوال جواب بده و بپرس (494 پاسخ)
مقالاتي از گوشه و كنار رياضيات (95 پاسخ)
بازی با احتمالات (3 پاسخ)
تابش ذره باردار شتاب دار در مکانیک کوانتومی (0 پاسخ)
ایرادها و پارادوکس های نسبیت خاص (244 پاسخ)
تعریف علم فیزیک (10 پاسخ)
رساناي منزوي (3 پاسخ)
فناوری‌هایی که در سال 2018 رشد می‌کنند (0 پاسخ)
چه تعبیری از کوانتوم داشته باشیم؟ (1 پاسخ)
بیا تو سوال بپرس (213 پاسخ)
مشکل در بردارهای محوری (شبه بردار ها) (18 پاسخ)
4 بعد جهان؟ (36 پاسخ)
آسيب ناشي از برخورد، با انرژي مرتبط هست يا تكانه؟ (5 پاسخ)
شرايط مرزي (5 پاسخ)
ميدان تاخيري (25 پاسخ)
واپاشی هسته ای (1 پاسخ)
نتایج شگفت‌انگیز یک آزمایش برای درمان هموفیلی (0 پاسخ)
تصویر های دانشیک (81 پاسخ)
دروس آنلاین و رایگان در دانشگاه‌های برتر دنیا (2 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)
بررسی پایستگی تکانه و انرژی (1 پاسخ)
سوال در مورد انقباض طولی (3 پاسخ)
شوخي و فكاهي در رياضيات و فيزيك (514 پاسخ)
بازبهنجارش (14 پاسخ)
مقالات فیزیک
فضانوردان در معرض تب فضایی هستند.
حماقت راننده‌ی کامیون، به خطوط ۲۰۰۰ ساله‌ی نازکای، آسیب جدی وارد نمود.
ثبت خاطره‌ی رشد ماهیچه‌ای، در دی‌ان‌ای انسان
بالاتر از این ساختمان سیاهی نیست!
شیوع ای‌کولای؛ آیا واقعاً باید از خوردن کاهو اجتناب کرد؟
قطعه‌ی گمشده‌ی هوش‌مصنوعی انسان‌مانند یافت شد.
کشف مجموعه‌ای از سیارات، خارج از کهکشان راه‌شیری
آیا حرکتِ قطب‌های مغناطیسیِ زمین خطر‌ناک است؟ علم پاسخ می‌دهد
تصویری جدید از کهکشان کوتوله‌ی ناشناخته
تا چه حد رفتارهای عصبی افراد مشابه دوستان‌شان است؟
ارتباط بیماری‌های قلبی و میگرن
رونمایی از دو محصول مرتبط با پروژه‌ی هایپرلوپ
ورزش هوازی می‌تواند علائم شناختی بیماری آلزایمر را بهبود ببخشد.
کشف گوری عجیب از اسکلت‌های باستانی در مکزیکوسیتی
تصویر تلسکوپ هابل از کهکشان مارپیچی NGC7331
آرزویی برای آینده‌ی خودروهای خودران
تاثیر دارویی نوعی قارچ در درمان افسردگی
موجودات فضایی از چه نیرویی استفاده می‌‌کنند؟
گرمایش اقیانوس‌ها، شاهدی بر گرمایش جهانی است.
خطر بالقوه‌ی داروهای سوزش معده
تسلا می‌خواهد کامیون‌های برقی بسازد.
نهنگ باستانی کارولینا، اسرار منشأ تغذیه فیلتری را برملا کرد.
چگونه ناسا مریخ را قابل سکونت می‌کند؟
حفاری در اعماق دریا، اکوسیستم دریایی را نابود می‌کند.
شواهد جدیدی در مورد سطح یخی سیارک وستا
خلاق بودن، کلید برتری در ارتباطات مغزی است.
پیش‌بینی فوران آتش‌فشان‌ها با استفاده از بلورهای آتش‌فشانی
سفر به مریخ، چه تأثیری بر بدن ما خواهد گذاشت؟
وجود ژن‌های ترمیم‌کننده‌ی نخاع ماهی‌ها در بدن پستانداران
آیا هواپیمای جاسوسی آمریکا با سرعت مافوق‌صوت بازگشته است؟
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
چرا استیون هاوکینگ با وجود بیماری سخت، عمر طولانی داشته است؟ (0+)
عکس زیبای تلسکوپ ESO از کهکشانِ NGC1398 (0+)
ارزش هر بیت‌کوین تا آخر سال ۲۰۱۸ میلادی، به ۶۰،۰۰۰ دلار می‌رسد! (0+)
داروی جدید دیابت و نقش امیدبخش آن در برابر بیماری آلزایمر (0+)
ماه آبی، ماه سرخ، اَبَرماه یا ماه‌گرفتگی؟ - همه چیز درباره‌ی پدیده‌ی نجومی بعدازظهر ۱۱بهمن (0+)
برتری جالب زنان، نسبت به مردان (0+)
کنترل فرآیند تشکیل ستاره در کهکشان‌ها، توسط سیاهچاله‌های مرکزی (0+)
کف اقیانوس در حال غرق شدن است. (0+)
تاثیر کافئین در تشخیص بیماری پارکینسون (0+)
افزایش دانش محققان از درک مزه‌ی کلسیم (0+)
تلسکوپ فضایی هابل، کهکشان مگامیزری را رصد کرد. (0+)
تا سال ۲۰۱۹ میلادی، خودروی تمام خورشیدی وارد جاده‌ها می‌شود. (0+)
نخستین داروهای موثر پیشگیری از میگرن روانه‌ی بازار می‌شود. (0+)
مصرف زغال‌اخته می‌تواند ذهن شما را در سالمندی قوی کند. (0+)
ستاره‌شناسان حومه‌ی کهکشان‌های بیضوی را مطالعه می‌کنند. (0+)
ادامه ...