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
عملگرها و اپراتورها در ریاضیات و فیزیک (50 پاسخ)
زمین تخت گرایان (79 پاسخ)
پارسی را پاس بداریم (967 پاسخ)
ردیابی امواج گرانشی در برخورد دو ستاره نوترونی (0 پاسخ)
راه و روش ترجمه کتاب های فیزیک (0 پاسخ)
کتابهای مناسب برای یادگیری فیزیک (3 پاسخ)
معرفي وبلاگ هاي فيزيكي هر كس وبلاگي داره معرفي كنه (141 پاسخ)
معرفی چند سایت فیزیک (10 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)
ایرادها و پارادوکس های نسبیت خاص (237 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)
بیماری که زندگی نباتی داشت به درمان پاسخ داد (0 پاسخ)
موجی و ذره ای بودن نور (14 پاسخ)
مقالاتي از گوشه و كنار فيزيك... (79 پاسخ)
علت جمع شدن بارهای الکتریکی در سطح کره (12 پاسخ)
نظریه اعداد و فلسفه اعداد طبیعی (14 پاسخ)
پرسشی در مورد مجموعه اعداد اول (8 پاسخ)
چگونه فردی خردمند شویم؟ (6 پاسخ)
ماشين محرك دائم (149 پاسخ)
روش ساده محاسبه Eigenvalue برخی ماتریکس های خاص (0 پاسخ)
چرا قبل از بارش برف آسمان قرمز میشود؟ (28 پاسخ)
آیا نور انرژی جنبشی خود را منتقل می کند؟ (11 پاسخ)
کارشناسی فیزیک، ارشد برق (0 پاسخ)
کاسینی شیرجه نهایی به سوی زحل را شروع می کند (3 پاسخ)
تصاویر نجومی (1869 پاسخ)
ماهیت میدان الکتریکی چیست؟ (3 پاسخ)
ساخت باتری مقاوم در برابر انفجار و آتش‌سوزی (0 پاسخ)
تخمین انرژی رسیده از خورشید به زمین (4 پاسخ)
آزمایش سایناک (2 پاسخ)
تمام حقیقت. لطفا بخانید (1 پاسخ)
لکه های خوشیدی چگونه به وجود می آیند؟ (3 پاسخ)
یکی از قوی‌ترین میکروسکوپ‌های لیزری جهان راه اندازی شد (0 پاسخ)
کاربرد روشهای فازی در پیش بینی معادله سرمایش نیوتن (0 پاسخ)
تابعی یک به یک و پوشا رو میشناسید که از Nبه Q بره؟ (23 پاسخ)
ذرات با سرعت های بالاتر از سرعت نور (1 پاسخ)
آیا فیزیک بمانند ریاضیات اصول موضوعه دارد؟ (4 پاسخ)
تولید بردارهای یکه در فضای سه بعدی (0 پاسخ)
آنالیز و طراحی سیستم های مرتعش تحت نیروهای هارمونیک (0 پاسخ)
حرکت و زمان مستقل از هم هستند یا وابسته به یکدیگر؟ (73 پاسخ)
ساخت لیزر co2 با توان ۴۰ وات (0 پاسخ)
رابطه بردار مکان زمان با دنیای سه بعدی چیست؟ (3 پاسخ)
یک روش جدید درمان سرطان در آمریکا مجوز گرفت (0 پاسخ)
تهیه دیسک های ابررسانا (7 پاسخ)
مقالات فیزیک
آلودگی کشتی‌های اقیانوس‌پیما، طوفان به‌پا می‌کنند!
دانشمندان اولین تماس ویدیویی با رمزگذاری کوانتومی را تولید کردند.
نگاهی به کهکشان NGC1964 با تلسکوپ MPG/ESO
انتظار دانشمندان از فرگشت قورباغه‌ها چیز دیگری بود!
مغز افراد دوزبانه سرعت بیشتری در محاسبات ریاضی دارد.
سلول‌های زنده می‌توانند ساعت‌های درونی خودشان را داشته باشند.
تأثیر عجیب نور فرابنفش بر یخ در فضا
آسیب شدید به سر، خطر ابتلا به زوال عقل را بالا می‌برد.
ساخت نوعی آلومینیوم کریستالیِ فوق‌العاده سبک
هابل، نتیجه‌ی برخورد کهکشانی را رصد کرده است.
ساز زدن معلولین با مغز میسر شد!
بزرگترین دایناسور را بشناسید.
تلاش دانشمندان در تولید واحدهای سلولی جانوری
نوعی باکتری‌، اثربخشیِ داروی شیمی‌درمانی را کاهش می‌دهد.
تاخیر دوباره در پرتاب تلسکوپ فضایی جیمز وب؛ تا سال ۲۰۱۹ صبر کنید.
سرانجام هویت فسیل اسرارآمیز تایید شد.
طراحی مترجم گفتاریِ هندزفری
شناسایی دنباله‌دار C/2017K2 در ابر اورت
استفاده از ابزار طبیعتأ به شامپانزه‌ها تعلق دارد.
۳۰ درصد برق اروپا تا سال ۲۰۲۰ از باد تامین شود.
کشف اطلاعاتی جدید در مورد ببرهای تاسمانی
جرقه‌ی هوشیاری در مردی پس از ۱۵ سال زندگی نباتی
اخترشناسان راز «ناحیه تیغه‌دار» پلوتو را برملا کردند.
کشف شواهد جدید مبنی بر وجود یخ در قطب شمال سیاره‌ی عطارد
مبارزه‌ی گونه‌های تراریخته با آثار تغییرات آب و هوا
سلول‌هایی در مغزی که اشتهای ما را کنترل می‌کنند.
چرا وقتی استرس دارید، به دستشویی می‌روید؟
روانشناسان ۲۷ دسته‌ی مختلف از احساس را شناسایی کردند.
مورچه‌ای که ۹۸ میلیون سال‌ در کهربا است.
انتقال ویروس‌های بیشتر از طریق رابطه‌ی جنسی
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
گرداب قطب شمال زحل (0+)
غذاهای خوشمزه بخورید تا شاد می‌شوید. (0+)
ساخت اولین داربست ریوی عروقی در جهان (0+)
آب و روغن تحت شرایطی خاص ترکیب می‌شوند! (0+)
بیگانگان فضایی چگونه می‌توانند زمین را مشاهده کنند؟ (0+)
ماده‌ای ضدافسردگی در مغز نوعی ماهی‌ها یافت شد. (0+)
خدمات هواشناسی سفارشی برای هواپیماهای کنترل از راه دور (0+)
قدرت شبکه‌های عصبی در محاسبات بسیار پیچیده (0+)
رونمای از خودروی لاکچری جدید مرسدس مایباخ (0+)
شواهدی مبنی بر وجود طوفان‌های سهمگین برفی در مریخ (0+)
وال‌های باستانی شکارچیانی درنده بوده‌اند. (0+)
درمان شناورهای چشم با کمک لیزر (0+)
کشف ردپاهای ۵.۶ میلیون ساله‌ی انسان‌تباران در جزیره‌ی کرت (0+)
بررسی مگامیزرها برای محاسبه‌ی آهنگ گسترش کیهان (0+)
وجود رابطه‌ای قوی بین التهاب و علایم افسردگی (0+)
ادامه ...