Tumšo un gaišo stāvokļu veidošanās pētījumi nedeģenerētās kvantu sistēmās un ultra augstas vakuuma sistēmas dizains Rb atomu magnētiski optiskajam slazdam
Jaunos pētījumos ir demonstrēta iespēja mainīt ķīmisko reakciju ātrumu, veicot manipulācijas ar molekulu kvantu stāvokļiem, veidojot pamatus augstas precizitātes ķīmisko reakciju kontrolei, izmatojot fundamentālus fizikas principus. Šajā bakalaura darbā tiek pētītas kvantu stāvokļu manipulācijas metožu izstrādes iespējas, apskatot tumšo un gaišo stāvokļu veidošanās ietekmi nedeģenerētās kvantu sistēmās ar vienādu vai dažādu supersīkstruktūras stāvokļu skaitu katrā no trīspakāpju ierosmes shēmas atomārajiem līmeņiem, veicot skaitliskus kvantu stāvokļu populāciju un enerģijas līmeņu pozīciju aprēķinus un veicot detalizētu situācijas analīzi. Kā arī darba gaitā tiek izstrādāts bezvibrāciju augstvakuuma sistēmas dizains rubīdija atomu magnētiski optiskajam slazdam.
Jaunos pētījumos ir demonstrēta iespēja mainīt ķīmisko reakciju ātrumu, veicot manipulācijas ar molekulu kvantu stāvokļiem, veidojot pamatus augstas precizitātes ķīmisko reakciju kontrolei, izmatojot fundamentālus fizikas principus. Šajā bakalaura darbā tiek pētītas kvantu stāvokļu manipulācijas metožu izstrādes iespējas, apskatot tumšo un gaišo stāvokļu veidošanās ietekmi nedeģenerētās kvantu sistēmās ar vienādu vai dažādu supersīkstruktūras stāvokļu skaitu katrā no trīspakāpju ierosmes shēmas atomārajiem līmeņiem, veicot skaitliskus kvantu stāvokļu populāciju un enerģijas līmeņu pozīciju aprēķinus un veicot detalizētu situācijas analīzi. Kā arī darba gaitā tiek izstrādāts bezvibrāciju augstvakuuma sistēmas dizains rubīdija atomu magnētiski optiskajam slazdam.
Rakstā aprakstīts mans ceļš kā pētniekam matemātikā un teorētiskajā datorzinātnē. Mana interese par matemātiku un programmēšanu sākās pamatskolā ar matemātikas konkursiem un populārām grāmatām par programmēšanu. Universitātē es sāku veikt pētījumus teorētiskajā datorzinātnē. Tas mani noveda pie doktora studijām Kalifornijas Universitātē, Bērklijā. Bērklijā es sāku strādāt jaunā pētniecības jomā: kvantu skaitļošanā. Kvantu skaitļošana apvieno kvantu mehāniku (kas pēta dabas likumus atomu un daļiņu līmenī) ar datorzinātni, izmantojot kvantu fizikas ietekmi ātrākai skaitļošanai vai drošākai datu pārraidei. Mana pētījuma galvenais mērķis bija noteikt, ko mēs varam aprēķināt ar kvantu datoru un kā kvantu datorus var izmantot, lai meklētu lielos datu apjomos. 2007. gadā es atgriezos Latvijas Universitātē un izveidoju kvantu skaitļošanas pētniecības grupu. Mēs sadarbojamies ar citām vadošajām Eiropas pētniecības grupām šajā jomā un esam vadījuši divus Eiropas pētniecības projektus kvantu skaitļošanas jomā.
Šajā darbā "Rb atomu mijiedarbības ar lāzera starojumu ārējā magnētiskā lauka klātbūtnē eksperimentāli pētījumi" ir pētīts rubīdija atomu ܦ ଶ līnijas ierosinātā stāvokļa koherences ārēja magnētiskā lauka klātbūtnē.Izmantojot diožu lāzera starojumu, pētījumā īstenotas dažādas atomu ierosmes ģeometrijas, tiek novērota pilnā lāzera inducētā fluorescence un tās lineārās un cirkulārās polarizācijas komponentes.Šajā darbā iegūtie būtiskākie rezultāti ir: magnetooptisko rezonanšu signālu stipri ietekmē Doplera efekts, magnētiskā skenēšana un pāreju varbūtību izmaiņas magnētisko apakšlīmeņu sajaukšanās ārējā magnētiskā lauka ietekmē.Ja supersīkstruktūras sašķelšanās pie nulles magnētiskā lauka ir salīdzināma ar Doplera paplašinājumu, tad līmeņu krustošanās pīķu relatīvās amplitūdas ir jūtīgas pret lāzera ierosmes frekvenci.
Mazkur tezisda kvant fizikasining kimyo va zamonaviy tibbiyot rivojlanishidagi nazariy hamda amaliy ahamiyati keng yoritilgan. Kvant mexanikasi atom va molekulalarning ichki tuzilishini o‘rganishda muhim ilmiy asos bo‘lib xizmat qilishi, elektronlarning energetik holati va atomlararo bog‘lanishlarni tushuntirishdagi roli tahlil qilingan. Tadqiqot davomida kvant fizikasining kimyo sohasidagi qo‘llanilishi, xususan kvant kimyosi, spektroskopiya, lazer texnologiyalari va yangi kimyoviy moddalarni sintez qilishdagi o‘rni ko‘rib chiqilgan. Shuningdek, kvant nazariyasi asosida yaratilgan hisoblash usullari murakkab kimyoviy reaksiyalarni oldindan aniqlash va samarali katalizatorlar ishlab chiqishda muhim vosita ekanligi ta’kidlangan. Tezisda zamonaviy tibbiyotda kvant fizikasi asosida rivojlangan diagnostika va davolash usullariga ham alohida e’tibor qaratilgan. Magnit-rezonans tomografiya, kompyuter tomografiyasi, lazer terapiyasi hamda radioterapiya kabi texnologiyalarning ishlash prinsiplari kvant hodisalari bilan bog‘liqligi ilmiy jihatdan izohlangan. Ayniqsa, saraton kasalliklarini erta aniqlash va davolashda kvant texnologiyalarining samaradorligi tahlil etilgan. Bundan tashqari, nanotexnologiyalar va nanozarrachalar asosidagi dori vositalarini yaratishda kvant fizikasi muhim o‘rin egallashi yoritilgan. Kalit so‘zlar: kvant fizikasi, kvant mexanikasi, kvant kimyosi, molekulyar tuzilish, spektroskopiya, lazer texnologiyasi, nanotexnologiya, magnit-rezonans tomografiya, radioterapiya, diagnostika, kvant biologiyasi, innovatsion tibbiyot, nanozarrachalar, kimyoviy reaksiyalar, zamonaviy texnologiyalar.
Tässä kirjallisuuskatsauksena toteutetussa tutkielmassa tarkastellaan ionisoivan säteilyn vaikutuksia kvanttitietokoneiden elektroniikkaan. Tutkielman tavoitteena on selvittää, miten ionisoiva säteily vaikuttaa suprajohtaviin kubitteihin ja millaisia virheitä se aiheuttaa kvanttilaskennassa. Lisäksi tutkielma käsittelee kvanttilaskennan kannalta olennaisia käsitteitä ja fysikaalisia ilmiöitä, jotka ovat välttämättömiä aiheen tieteellisemmän käsittelyn kannalta. Erityisesti perehdytään kosmisesta säteilystä peräisin olevien myonien ja ympäristön radioaktiivisten alkuaineiden hajoamistuotteina syntyvien γ-säteiden vaikutuksiin suprajohtavassa kubitissa. Tutkielmassa huomataan ionisoivan säteilyn aiheuttavan kvanttilaskennassa relaksaatio-, vaihe-ero- ja korreloituja virheitä, mutta erityisesti korreloitujen virheiden aiheuttavan haasteita virheenkorjausmenetelmissä. Tutkielmassa myös käsitellään virheenkorjausmenetelmiä ja ratkaisuja säteilysuojaukseen. Tutkielman perusteella voidaan todeta ionisoivan säteilyn vaikutusten ymmärtämisen olevan tärkeää vikasietoisen kvanttilaskennan kehittämiseksi. Tulokset osoittavat myös, että tarvitaan lisätutkimusta korreloitujen virheiden suojausmekanismien kehitykseen.
Šajā darbā tiek pētīta algoritmu sarežģītība dažādos skaitļošanas modeļos. Konkrētāk, tiek pētītas kvantu klejošanas algoritmu īpašības un ierobežojumi, kā arī varbūtisko vaicājumalgoritmu darbības laika novērtēšanas metodes. Pirmajā daļā tiek aplūkotas Grovera kvantu klejošana un meklēšana grafos. Darbā tiek sniegts vispārīgs matemātisks apraksts klejošanas lokalizācijai un meklēšanas stacionārajiem stāvokļiem. Otrajā daļā tiek aplūkotas apakšējo novērtējumu metodes varbūtisko vaicājumalgoritmu modelī. Darbā tiek pierādīta klasisko pretinieka metožu asimptotiskā ekvivalence visur definētām funkcijām, un aprakstītas to atšķirības daļēji definētām funkcijām. Tiek arī aplūkota saistība starp bloku jutīgumu un daļskaitļu bloku jutīgumu.
Kvantu modelis ar pēcatlasi tiek definēts Scott Aaronson darbā. Beigu stāvokĜu kopa,\nkas parasti sastāv no akceptējošiem un noraidošiem stāvokĜiem, tiek papildināta ar\nparametru, kas norāda, vai dotais beigu stāvoklis ietilpst atlases kopā. Mērījumi tiek\nveikti tikai atlases kopas beigu stāvokĜos. Tiek ieviests papildus stāvoklis + q , un ja\nvisu pēcatlases stāvokĜu amplitūdas ir 0, tad + q amplitūda saĦem vērtību 1.\nPēcatlase Ĝauj pētīt ne tikai kvantu, bet arī tradicionālo algoritumu īpašības.\nPētījuma mērėis ir salīdzināt varbūtisko un kvantu galīgo pēcatlases automātu klases\nun aprakstīt valodu klases, ko atpazīst kvantu galīgs automāts ar pēcatlasi.\nPētījuma procesā iegūti šādi rezultāti:\n• Definēts kvantu galīgā automāta ar pēcatlasi jēdziens;\n• Aprakstīta valoda PALINDROMES, ko atpazīst galīgs kvantu automāts ar\npēcatlasi ar mērījumu katrā solī un galīgs kvantu automāts ar pēcatlasi ar\nmērījumu beigās;\n• Aprakstīta valoda, kuru nevar atpazīt galīgs kvantu automāts ar pēcatlasi ar\nmērījumu katrā solī un galīgs kvantu automāts ar pēcatlasi ar mērījumu beigās:\nL = {w | w∈{0,1}* and there exist x, y,u, z such that w = x1y = u1z and\nx = z }\nViens no promocijas darba uzdevumiem ir aplūkot kvantu vaicājošos algoritmus Bula\nfunkciju rēėināšanai. Darba sākumā tiek pierādīti kvantu algoritmu apakšējie\nnovērtējumi dažādām funkcijām, kas apraksta grafu problēmas. Ir izveidoti efektīvi\nkvantu vaicājošie algoritmi. Šajā sadaĜā iegūti rezultāti sekojošām funkcijām:\n• 3-sum problēma,\n• Hamiltona ceĜš,\n• Hamiltona aplis,\n• CeĜojošais pārdevējs.\nVēl promocijas darbā tiek apskatīta reāla laika Tjūringa mašīnas kvantu analoăija.\nTiek parādīts, ka eksistē valoda, kuru pazīst reāla laika kvantu Tjūringa mašīna un\nnepazīst reāla laika determinēta Tjūringa mašīna.