Challenges
Datasets
Workspaces
Papers
Discussions
Leaderboard
Log inSign up
Challenges
Datasets
Workspaces
Papers
Discussions
Leaderboard
Blog
Job Board
Q3AS

© 2026 Aqora Quantum S.A.S.

TermsPrivacyLegal Notice

Majallah-i ̒ulūm va funūn-i hastah/ī

شبیهسازی حالت پایهی الکترونی یونهای با استفاده از روش حالتهای همدوس جفت- بهینه شده

نادر مرشدیان, محسن وفایی

Published Aug 23, 2018• 0 citations
Publisher

Abstract

با بهینه‌سازی روش حالت‌های همدوس جفت شده، دو مورد از پیچیدگی­های اساسی در شبیه‌سازی حالت ‌پایه­ی سیستم­های الکترونی با روش ابتکاری، ساده­سازی شد. این دو پیچیدگی عبارت­اند از نیاز به محدود کردن بازه­ی انرژی شبکه­ی انتخابی و نیاز به پالایش شبکه در هر گام زمانی. روش بهینه­سازی در این رهیافت برای نخستین بار برای شبیه­سازی چاه پتانسیل حالت پایه­ی یک سیستم تک­الکترونی نظیر به کار رفته است. نتایج شبیه‌سازی در پایه­ی شبکه‌ای متشکل ‌از تنها ۵۰۰ حالت‌ همدوس با دقت بسیار مطلوبی با مقادیر دقیق توافق دارد. استفاده از شبکه­ی حالت­های همدوس بزرگ­تر در شبیه­سازی به توافق بهتری با نتایج دقیق منجر خواهد شد.

DOI
10.24200/nst.2018.1048

Related papers

شبیهسازی چلاندگی خلأ در یک کاواک واهلشی دو فوتونی

محمود صادقی

در این پژوهش فرایند تولید نور کوانتومی خلأ چلانده شبیه‌سازی شده است. به این منظور، از یک کاواک واهلشی تک مد با یک محیط غیرخطی با پذیرفتاری مرتبه دوم غیر صفر استفاده ‌شده است. محیط غیرخطی کاواک، با یک پمپ لیزر با فرکانس معین تحریک می‌شود و جفت فوتون‌های یکسان با فرکانس نصف لیزر محرک تولید می‌گردد. به این فرایند اصطلاحاً تبدیل نزولی پارامتری واگن می‌گویند. در غیاب هر نوع اتلافی، شبیه‌سازی، یک چلاندگی با پارامتر تابع خطی از زمان را به دست می‌دهد که با محاسبات تحلیلی کاملاً سازگار است. در حضور اتلاف دو فوتونی ناشی از تماس سیستم با یک محیط کاملاً سرد، شبیه‌سازی نشان می‌دهد که رقابت بین بهره حاصل از لیزر محرک و اتلاف دو فوتونی، منجر به چلاندگی پایدار برای خلأ اولیه در حالت پایای سیستم می‌گردد.

پژوهش سیستم های بس ذره ای•May 22, 2021•0 citations

مروری بر شبکه های عصبی کوانتومی

محمد خسروی, مریم ذکری

در این مقاله، به بررسی روند توسعه شبکه­ های عصبی کوانتومی و برخی از مدل­های ارائه شده تاکنون و نحوه پیاده­ سازی فیزیکی این مدل­ها پرداخته شده است. نحوه استفاده از آزمایش دوـ شکاف برای پیاده­ سازی شبکه­ های عصبی کوانتومی و روش­های طراحی این شبکه­ ها به همراه نمونه­ ایی از شبکه­ های ترکیبی دو لایه که متشکل از نرون­های کوانتومی و کلاسیک­ اند، ارائه شده است. برخی از مدل­های کاربردی این شبکه ­ها در مقایسه با مدل­های کلاسیک و قابلیت­ ها و توانایی­ های شبک های عصبی کوانتومی، با توجه به مفاهیم موجود در مکانیک کوانتومی در حل مسائلی که برای مدل­ های کلاسیک بسیار دشوار یا حتی غیر ممکن است، ذکر شده است

•Dec 10, 2012•0 citations

ارائه یک روش جدید و جامع برای نمایش کوانتومی سیگنال های صوتی دیجیتال

جواد چهارلنگ, محمد مصلح, سعید رسولی هیکل آباد

دور از انتظار نیست که با افزایش روز افزون حجم اطلاعات و داده­های پردازشی، محاسبات کلاسیک به سبب محدودیت­هایی همچون افزایش شدید بار محاسباتی و پیچیدگی زمانی، و همچنین عدم توانایی یا مقرون به صرف نبودن اجرای برخی الگوریتم­ها و پردازش­ها، به انتهای راه خود برسد. در دهه­های اخیر محاسبات کوانتومی به‌عنوان یکی از فناوری­های نویدبخش جدید برای غلبه بر محدودیت­های محاسبات کلاسیک پیشنهاد شده است و نسل جدیدی از کامپیوترها و شبکه­های ارتباطی بر مبنای آن در حال شکل­گیری است. پردازش سیگنال­های دیجیتال یکی از شاخه­هایی است که سعی در استفاده از توانایی­های محاسبات کوانتومی داشته است و در این راستا تاکنون روش­های انگشت‌شماری جهت نمایش سیگنال­های صوتی به فرم کوانتومی ارائه شده است. این روش­ها یا توانایی نمایش دقیق یک سیگنال دیجیتال به فرم کوانتومی را ندارند و یا اینکه قابلیت استفاده برای انواع سیگنال­های صوتی تک­کاناله یا چندکاناله را دارا نمی‌باشند. بنابراین، در این خصوص نیاز به یک روش نمایش جامع و دقیق احساس می­شد که بر این اساس در این مقاله، نمایش کوانتومی جامع سیگنال­های دیجیتال (CQRDS) پیشنهاد شده است، که قابلیت نمایش دقیق هر سیگنال صوتی دیجیتال به فرم کوانتومی معادل را دارد و برای انواع سیگنال­های صوتی تک کاناله و یا چندکاناله قابل استفاده می­باشد. نمایش پیشنهادی از سه دنباله کوانتومی درهم­تنیده، شامل یک دنباله اعشاری مکمل دو برای ذخیره دامنه نمونه­ها، و دو دنباله کوانتومی صحیح، جهت ذخیره اطلاعات کانال و زمان نمونه­ها استفاده می­کند. در این مقاله نحوه نمایش، آماده‌سازی، بازیابی و فشرده­سازی سیگنال­های صوتی کوانتومی با روش پیشنهادی تشریح شده است. همچنین مقایسه دقیقی بین قابلیت­ها و ویژگی­های روش پیشنهادی با روش‌های موجود ارائه شده است که این مقایسه بیانگر جامع بودن روش پیشنهادی نسبت به روش­های موجود می­باشد.

پدافند الکترونیکی و سایبری•Dec 21, 2020•0 citations

بررسی تاثیر مرتبه تقریبات در روش انتشارگر زمان موهومی برای محاسبهی تابع موج حالت پایه

ندا بهشتی راد, وحید میرزایی محمودآبادی, فریده شجاعی

به منظور چگونگی تأثیرات مراتب مختلف بسط عملگر انتشار زمان موهومی برروی همگرایی، روش انتشار زمان موهومی بطور مثال برای نوسانگر هماهنگ ساده استفاده شده است. انتظار می‌رود، که با در نظرگرفتن انرژی پتانسیل، تابع موج حالت پایه سیستم و همچنین تابع موجی که به تابع موج حالت پایه سیستم نزدیک باشد، بتوان به تابع موج حالت پایه دست یافت. قابل مشاهده است که با هر بار اعمال عملگر زمان موهومی تابع موج حدس اولیه به تابع موج حالت پایه سیستم نزدیک می‌شود. در بررسی مراتب مختلف بسط عملگر نیز می‌توان مشاهده کرد که هر چه از مراتب بالاتر استفاده شود، تکرار اعمال این عملگر تا رسیدن به تابع موج حالت پایه سیستم کمتر خواهد بود. برای محاسبه انتگرال‌ها از روش محاسباتی مونته کارلو استفاده شده است. در نهایت برای بررسی مسئله‌ی فیزیکی این روش روی اتم هیدروژن امتحان شده است.

پژوهش سیستم های بس ذره ای•Oct 23, 2021•0 citations

شبیه سازی سردسازی کوانتومی یک کاواک اپتومکانیکی با استفاده از پایتون

محمود صادقی, وحید عامری, کامران جلابپور

در فرایند سردسازی اپتومکانیکی کاواک، میدان اپتیکی لیزر محرک، میرایی اضافی را بر مد مکانیکی کاواک اعمال می‌کند و باعث برگشت آن به حالت پایه می‌شود. در این تحقیق، سردسازی کوانتومی یک کاواک اپتومکانیکی در تماس با یک منبع حرارتی، توسط جعبه ابزار کوانتوم برای پایتون "کیوتیپ" ، شبیه سازی شده است. نتایج شبیه سازی نشان می دهند که فرایند سردسازی کاواک، با افزایش یافتن ضریب واهلش مدهای اپتیکی و مکانیکی، به ترتیب دیرتر و زودتر اتفاق می‌افتد همچنین با افزایش یافتن ثابت جفت شدگی بین مدهای اپتیکی و مکانیکی کاواک، این فرایند در مدت زمان کوتاهتری انجام می‌شود. شبیه سازی همچنین نشان می‌دهد که با اضافه کردن یک کیوبیت به سامانه فرایند سردسازی کاواک نسبت به قبل، سریع تر صورت می‌گیرد.

پژوهش سیستم های بس ذره ای•May 22, 2018•0 citations

یک رویکرد جدید محاسبه نرخ ارسال در سامانههای تبادل اطلاعات کوانتومی با استفاده از توزیع دوجملهای

سیدمحمد حسینی, شهروز جانباز, مهدی داودی دراره +1 more

ارزیابی الگوریتم‌‌های تبادل بیت معمولا توسط شاخص بازدهی انجام می‌شود، و به نسبت تعداد بیت ارسالی که با ‏موفقیت دریافت شده‌اند به کل تعداد بیت‌های ارسالی اطلاق می شود. هر چند در نظریه اطلاعات کوانتومی هم اغلب تکیه بر همین شاخص است، ‏اما می‌توان بر مبنای آن، عامل ارزیابی دیگری را برای این حوزه از نظریه اطلاعات معرفی کرد که چشم‌اندازی از هزینه‌های الگوریتم ‏را هم در بر دارد. این شاخص تعداد کیوبیت‌های ارسالی مورد نیاز برای دریافت یک دنباله‌ بیتی مطلوب ‏است. با کمک این شاخص جدید می‌توان اطلاعات دقیق‌تری درباره‌ تعداد کیوبیت مورد نیاز برای ارسال، با توجه به طول خروجی مورد انتظار الگوریتم، به­دست آورد و هزینه‌های پیاده‌سازی الگوریتم را بهتر برآورد کرد. این در حالی است که شاخص بازدهی تنها برای مقایسه‌ نظری الگوریتم‌ها قابل استفاده است. در این مقاله برای توضیح چگونگی محاسبه این شاخص، از ایده‌ای که در صنعت حمل و نقل برای فروش مازاد بلیط استفاده می‌شود بهره ‏می‌بریم. در واقع ابتدا با  به­کار بردن روش فروش مازاد برای آزمایش دو شکاف یانگ، مفاهیم و نمادهای این دو مبحث را یکپارچه کرده و سپس ‏نتایج محاسبات را ارائه داده‌ایم. در نهایت، با استفاده از همین رویکرد، تعداد کیوبیت‌های ارسالی مورد نیاز به­منظور تولید کلید با طول ‏مطلوب را در پروتکل‌های توزیع کلید کوانتومی ‏BB84‎‏ و ‏Six-State‏، برحسب نرخ خطا محاسبه می‌کنیم.‏

پدافند الکترونیکی و سایبری•May 22, 2019•0 citations
با بهینه‌سازی روش حالت‌های همدوس جفت شده، دو مورد از پیچیدگی­های اساسی در شبیه‌سازی حالت ‌پایه­ی سیستم­های الکترونی با روش ابتکاری، ساده­سازی شد. این دو پیچیدگی عبارت­اند از نیاز به محدود کردن بازه­ی انرژی شبکه­ی انتخابی و نیاز به پالایش شبکه در هر گام زمانی. روش بهینه­سازی در این رهیافت برای نخستین بار برای شبیه­سازی چاه پتانسیل حالت پایه­ی یک سیستم تک­الکترونی نظیر به کار رفته است. نتایج شبیه‌سازی در پایه­ی شبکه‌ای متشکل ‌از تنها ۵۰۰ حالت‌ همدوس با دقت بسیار مطلوبی با مقادیر دقیق توافق دارد. استفاده از شبکه­ی حالت­های همدوس بزرگ­تر در شبیه­سازی به توافق بهتری با نتایج دقیق منجر خواهد شد.
در این پژوهش فرایند تولید نور کوانتومی خلأ چلانده شبیه‌سازی شده است. به این منظور، از یک کاواک واهلشی تک مد با یک محیط غیرخطی با پذیرفتاری مرتبه دوم غیر صفر استفاده ‌شده است. محیط غیرخطی کاواک، با یک پمپ لیزر با فرکانس معین تحریک می‌شود و جفت فوتون‌های یکسان با فرکانس نصف لیزر محرک تولید می‌گردد. به این فرایند اصطلاحاً تبدیل نزولی پارامتری واگن می‌گویند. در غیاب هر نوع اتلافی، شبیه‌سازی، یک چلاندگی با پارامتر تابع خطی از زمان را به دست می‌دهد که با محاسبات تحلیلی کاملاً سازگار است. در حضور اتلاف دو فوتونی ناشی از تماس سیستم با یک محیط کاملاً سرد، شبیه‌سازی نشان می‌دهد که رقابت بین بهره حاصل از لیزر محرک و اتلاف دو فوتونی، منجر به چلاندگی پایدار برای خلأ اولیه در حالت پایای سیستم می‌گردد.
در این مقاله، به بررسی روند توسعه شبکه­ های عصبی کوانتومی و برخی از مدل­های ارائه شده تاکنون و نحوه پیاده­ سازی فیزیکی این مدل­ها پرداخته شده است. نحوه استفاده از آزمایش دوـ شکاف برای پیاده­ سازی شبکه­ های عصبی کوانتومی و روش­های طراحی این شبکه­ ها به همراه نمونه­ ایی از شبکه­ های ترکیبی دو لایه که متشکل از نرون­های کوانتومی و کلاسیک­ اند، ارائه شده است. برخی از مدل­های کاربردی این شبکه ­ها در مقایسه با مدل­های کلاسیک و قابلیت­ ها و توانایی­ های شبک های عصبی کوانتومی، با توجه به مفاهیم موجود در مکانیک کوانتومی در حل مسائلی که برای مدل­ های کلاسیک بسیار دشوار یا حتی غیر ممکن است، ذکر شده است
دور از انتظار نیست که با افزایش روز افزون حجم اطلاعات و داده­های پردازشی، محاسبات کلاسیک به سبب محدودیت­هایی همچون افزایش شدید بار محاسباتی و پیچیدگی زمانی، و همچنین عدم توانایی یا مقرون به صرف نبودن اجرای برخی الگوریتم­ها و پردازش­ها، به انتهای راه خود برسد. در دهه­های اخیر محاسبات کوانتومی به‌عنوان یکی از فناوری­های نویدبخش جدید برای غلبه بر محدودیت­های محاسبات کلاسیک پیشنهاد شده است و نسل جدیدی از کامپیوترها و شبکه­های ارتباطی بر مبنای آن در حال شکل­گیری است. پردازش سیگنال­های دیجیتال یکی از شاخه­هایی است که سعی در استفاده از توانایی­های محاسبات کوانتومی داشته است و در این راستا تاکنون روش­های انگشت‌شماری جهت نمایش سیگنال­های صوتی به فرم کوانتومی ارائه شده است. این روش­ها یا توانایی نمایش دقیق یک سیگنال دیجیتال به فرم کوانتومی را ندارند و یا اینکه قابلیت استفاده برای انواع سیگنال­های صوتی تک­کاناله یا چندکاناله را دارا نمی‌باشند. بنابراین، در این خصوص نیاز به یک روش نمایش جامع و دقیق احساس می­شد که بر این اساس در این مقاله، نمایش کوانتومی جامع سیگنال­های دیجیتال (CQRDS) پیشنهاد شده است، که قابلیت نمایش دقیق هر سیگنال صوتی دیجیتال به فرم کوانتومی معادل را دارد و برای انواع سیگنال­های صوتی تک کاناله و یا چندکاناله قابل استفاده می­باشد. نمایش پیشنهادی از سه دنباله کوانتومی درهم­تنیده، شامل یک دنباله اعشاری مکمل دو برای ذخیره دامنه نمونه­ها، و دو دنباله کوانتومی صحیح، جهت ذخیره اطلاعات کانال و زمان نمونه­ها استفاده می­کند. در این مقاله نحوه نمایش، آماده‌سازی، بازیابی و فشرده­سازی سیگنال­های صوتی کوانتومی با روش پیشنهادی تشریح شده است. همچنین مقایسه دقیقی بین قابلیت­ها و ویژگی­های روش پیشنهادی با روش‌های موجود ارائه شده است که این مقایسه بیانگر جامع بودن روش پیشنهادی نسبت به روش­های موجود می­باشد.
به منظور چگونگی تأثیرات مراتب مختلف بسط عملگر انتشار زمان موهومی برروی همگرایی، روش انتشار زمان موهومی بطور مثال برای نوسانگر هماهنگ ساده استفاده شده است. انتظار می‌رود، که با در نظرگرفتن انرژی پتانسیل، تابع موج حالت پایه سیستم و همچنین تابع موجی که به تابع موج حالت پایه سیستم نزدیک باشد، بتوان به تابع موج حالت پایه دست یافت. قابل مشاهده است که با هر بار اعمال عملگر زمان موهومی تابع موج حدس اولیه به تابع موج حالت پایه سیستم نزدیک می‌شود. در بررسی مراتب مختلف بسط عملگر نیز می‌توان مشاهده کرد که هر چه از مراتب بالاتر استفاده شود، تکرار اعمال این عملگر تا رسیدن به تابع موج حالت پایه سیستم کمتر خواهد بود. برای محاسبه انتگرال‌ها از روش محاسباتی مونته کارلو استفاده شده است. در نهایت برای بررسی مسئله‌ی فیزیکی این روش روی اتم هیدروژن امتحان شده است.
در فرایند سردسازی اپتومکانیکی کاواک، میدان اپتیکی لیزر محرک، میرایی اضافی را بر مد مکانیکی کاواک اعمال می‌کند و باعث برگشت آن به حالت پایه می‌شود. در این تحقیق، سردسازی کوانتومی یک کاواک اپتومکانیکی در تماس با یک منبع حرارتی، توسط جعبه ابزار کوانتوم برای پایتون "کیوتیپ" ، شبیه سازی شده است. نتایج شبیه سازی نشان می دهند که فرایند سردسازی کاواک، با افزایش یافتن ضریب واهلش مدهای اپتیکی و مکانیکی، به ترتیب دیرتر و زودتر اتفاق می‌افتد همچنین با افزایش یافتن ثابت جفت شدگی بین مدهای اپتیکی و مکانیکی کاواک، این فرایند در مدت زمان کوتاهتری انجام می‌شود. شبیه سازی همچنین نشان می‌دهد که با اضافه کردن یک کیوبیت به سامانه فرایند سردسازی کاواک نسبت به قبل، سریع تر صورت می‌گیرد.
ارزیابی الگوریتم‌‌های تبادل بیت معمولا توسط شاخص بازدهی انجام می‌شود، و به نسبت تعداد بیت ارسالی که با ‏موفقیت دریافت شده‌اند به کل تعداد بیت‌های ارسالی اطلاق می شود. هر چند در نظریه اطلاعات کوانتومی هم اغلب تکیه بر همین شاخص است، ‏اما می‌توان بر مبنای آن، عامل ارزیابی دیگری را برای این حوزه از نظریه اطلاعات معرفی کرد که چشم‌اندازی از هزینه‌های الگوریتم ‏را هم در بر دارد. این شاخص تعداد کیوبیت‌های ارسالی مورد نیاز برای دریافت یک دنباله‌ بیتی مطلوب ‏است. با کمک این شاخص جدید می‌توان اطلاعات دقیق‌تری درباره‌ تعداد کیوبیت مورد نیاز برای ارسال، با توجه به طول خروجی مورد انتظار الگوریتم، به­دست آورد و هزینه‌های پیاده‌سازی الگوریتم را بهتر برآورد کرد. این در حالی است که شاخص بازدهی تنها برای مقایسه‌ نظری الگوریتم‌ها قابل استفاده است. در این مقاله برای توضیح چگونگی محاسبه این شاخص، از ایده‌ای که در صنعت حمل و نقل برای فروش مازاد بلیط استفاده می‌شود بهره ‏می‌بریم. در واقع ابتدا با  به­کار بردن روش فروش مازاد برای آزمایش دو شکاف یانگ، مفاهیم و نمادهای این دو مبحث را یکپارچه کرده و سپس ‏نتایج محاسبات را ارائه داده‌ایم. در نهایت، با استفاده از همین رویکرد، تعداد کیوبیت‌های ارسالی مورد نیاز به­منظور تولید کلید با طول ‏مطلوب را در پروتکل‌های توزیع کلید کوانتومی ‏BB84‎‏ و ‏Six-State‏، برحسب نرخ خطا محاسبه می‌کنیم.‏