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
نظر شما :
● فارسی نویس
نام کاربری :

کلمه عبور :


 تذکر :   تنها اعضای سایت مجاز به ارسال نظر می باشند. جهت عضویت در سایت   اينجـــا   کلیک کنید.




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
آیا با افزایش سرعت جرم هم افزایش پیدا میکنه؟ (12 پاسخ)
پاسخ تشریحی کنکور ارشد (0 پاسخ)
پارسی را پاس بداریم (971 پاسخ)
مرد دونده و چاه با اقتباس از ریندلر (2 پاسخ)
پارادوکس فارادی (5 پاسخ)
داعشی ها vs آلبرت اینشتین (2 پاسخ)
نظریه جدید تعریف بعد زمان (4 پاسخ)
انرژی از هیچ، با انرژی پتانسیل گرانشی (33 پاسخ)
محاسبه زمان بالا رفتن دمای یخ (1 پاسخ)
اصل عدم قطعیت هایزنبرگ (9 پاسخ)
ایرادها و پارادوکس های نسبیت خاص (163 پاسخ)
دایره های اسرار آمیز در صحرای کالاهاری (3 پاسخ)
orbital speed و orbital velocity را باید یکسان دانست؟ (2 پاسخ)
پارادوکس جدید ریاضی-ریگی در کفش احتمالات و آمار (20 پاسخ)
نکاتی که باید درباره HIV بدانید (0 پاسخ)
كمك براي محاسبه فشار در يك مخزن آب (20 پاسخ)
گاز های بی اثر (2 پاسخ)
حل مسائل فیزیک هسته ای کنت کرین (20 پاسخ)
جسم دوار (24 پاسخ)
آیا جنس مواد نسبیست؟ (4 پاسخ)
پایستگی تکانه زاویه ای در سیستم آونگ (4 پاسخ)
رابطه ی فیزیک جدید و فلسفه (26 پاسخ)
پرسشی درباره همه ریاضیات لازم برای مطالعه فیزیک (3 پاسخ)
انهدام نسبیت خاص و عام آلبرت اینشتین (به همراه مقالات) (359 پاسخ)
انرژی نور به کجا رفته است؟ (14 پاسخ)
آونگ فوکو (1 پاسخ)
جهان گودل (27 پاسخ)
دوربین دو چشمی بخرم یا تلسکوپ ؟ (8 پاسخ)
علاقه به فیزیک و شناخت فیزیک (9 پاسخ)
حل المسایل مکانیک آماری رایف (1 پاسخ)
چرا آهنربا چوب رو جذب نمیکنه ولی آهن رو جذب میکنه؟ (3 پاسخ)
کاربست پدیده EVP، نظرتان چیست؟ (10 پاسخ)
عکس های فوق العاده جونو از مشتری سوالات زیادی پدید آورده (0 پاسخ)
برنامه نویسی فرترن (6 پاسخ)
آزمایش میلیکان (1 پاسخ)
مسائل تئوری دینام فارادی (0 پاسخ)
توزیع الکترون در اتم های آزاد (0 پاسخ)
راههای دفع مسیرامواج (2 پاسخ)
انهدام نظریه غلظت و حل شبه پارادوکس های نسبیت (46 پاسخ)
علیت و کوانتوم (3 پاسخ)
نظریه هاوکینگ و قانون بقای جرم (0 پاسخ)
زمین تخت گرایان (33 پاسخ)
پاسخ به سوال برنامه نویسی (فرترن) (13 پاسخ)
بهترین کتاب نجومی که تابه حال خوانده اید (30 پاسخ)
تفاوت سفید و نقره ای (4 پاسخ)
فیزیک مطلق (16 پاسخ)
فیزیک مطلق و اثبات کاملا دقیق اشتباه بودن فرمول معروف انرژی (66 پاسخ)
اثبات فرمول ها در علم فیزیک (9 پاسخ)
کتاب فیزیک نوین دکتر فرمان (0 پاسخ)
تفتاوت های فیزیک کلاسیک با فیزیک کوانتومی (4 پاسخ)
تمر ینهای ابررسانایی سری (0 پاسخ)
بردار پراکندگی (0 پاسخ)
معادله موج (2 پاسخ)
پیشنهاد خرید کتاب از نمایشگاه کتاب سال 96 (7 پاسخ)
تاثیر امواج الکترومغناطیسی بر انسان؛ گزارشی از IEEE (1 پاسخ)
پیش نیاز mcnp و مونت کارلو (2 پاسخ)
جهان و امنیت سایبری در سال 2025 از نگاه مایکروسافت (0 پاسخ)
نظریه هاوکینگ، بازگشت به گذشته (0 پاسخ)
نظريه‌ي ميدان‌هاي كوانتومي Quantum Field Theory را بياموزيم (90 پاسخ)
فیزیک مطلق تحلیلگر نظریات مختلف جهانی (34 پاسخ)
مقالات فیزیک
مکانیسم کنترل رشد استخوان‌ها
خاکسترهای باستانی
کشف رابطه‌ای میان مصرف قند و برخی بیماری‌های سرطانی
ممکن است شما کاشف سیاره‌ی نهم باشی!
تحقق ایده‌ی ترمیناتور ۲ در زندگی ما
سفر به سرزمین ۱۰ میلیارد میلیارد دلاری
بزهایی که درخت می‌کارند
تصاویر فضایی از رانشی بزرگ
گرفتگی عروق پا را با سبزیجات باز کنید
رصد کهکشانی از پشت یک ستاره
کشف گونه‌ی جدیدی از قورباغه‌ی شیشه‌ای
آغازگر حیات چه بود؟
داروی سرطان؛ موثر در درمان آسم
ساخت سد نامرئی در اطراف زمین
جلبک‌ها بر علیه مورچه‌ها
ایجاد ابر ساختار آبی در اطراف DNA
کم‌خوابی مغزتان را می‌خورد
سفر به خارج از منظومه شمسی با موتور پلاسمایی
لاکپشت‌های مین‌یاب
جابه‌جا کردن اجسام با استفاده از فیزیک کوانتوم
ریشه‌یابی ترس در زندگی
حباب‌بازی تلسکوپ فضایی هابل
سانتاریو سانتاریو
شبیه‌سازی پرواز با طوطی‌های کوچک
آلودگی هوا و آسیب به DNA
درمان دائم‌الخمری با دست‌کاری مغز
ساخت قوی‌ترین اسید آلی
کهکشان‌هایی از جهان اولیه با رشدی سریع
هماهنگ‌سازی مارها برای شکار
کشف ژن عامل باهوشی
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
پیش‌بینی رشد تومور با کمک تکنولوژی (0+)
آتشفشان‌های شگفت‌انگیز هاوایی (0+)
اَبَر سیاهچاله‌های پُرجرم و شکل گیری جهان (0+)
با سوسک هرکول آشنا شوید (0+)
دیدگاهی جدید در مورد اپیدمی طوفان آسمی (0+)
دلیل وجود ترول‌ها در اینترنت (0+)
تپش قلب‌گونه‌ی اَبَرسیاه‌چاله‌ها (0+)
تاثیر دوچرخه‌سواری بر سلامتی (0+)
سندروم خستگی مزمن دارید؟ (0+)
گرما، اقیانوس‌ها را سمی‌ می‌کند (0+)
احتمال حل راز شعله‌های خورشیدی (0+)
دستکاری نوری ژن‌ها (0+)
شواهدی از قدیمی‌ترین فسیل ارکیده در سنگ کهربا (0+)
مراقبت از کودکان در برابر استفاده از موبایل و تبلت (0+)
گونه‌ی جدیدی از دایناسورهای گردن‌دراز (0+)
ادامه ...