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

پژوهش سیستم های بس ذره ای

نامساویهایی برای ترمودینامیک کوانتومی در فضای نامتناهی

فرض الله میرزاپور, رضا رسولی

Published Feb 19, 2021• 0 citations
Publisher

Abstract

در مکانیک آماری دانستن حد بالای آنتروپی در تعیین وضعیت پایانی سامانه بر اساس اصل وردشی هلمهولتز بسیار حائز اهمیت است. از این رو تلاشهای بسیاری جهت محاسبه آنتروپی سیستم صورت گرفته است و نظریه ترمودینامیک بر پایه آنتروپی رنی اخیراً ارائه شده است که قادر به توصیف حالتهای جدید در سیستم ترمودینامیکی است. تعیین دقیق آنتروپی در بسیاری از موارد قابل انجام نیست و از این رو روشهای تقریبی به کار گرفته می‌شود. حل تقریبی می‌تواند شامل تعیین حد بالا برای آنتروپی باشد که وضعیت نهایی سیستم را تعیین می‌کند. در این مقاله یک حد بالا برای آنتروپی کوانتومی ارائه می‌شود. بدین منظور محاسبات در یک فضای هیلبرت جدایی پذیر با پایه‌های یکا متعامد صورت می‌گیرد و با استفاده از تعریف شنون از آنتروپی حد بالایی برای آنتروپی نسبی دو عملگر جابجا شونده محاسبه می‌گردد.

DOI
10.22055/jrmbs.2021.16568

Related papers

معرفی حدهای بالا و پایین برای مقیاس درهمتنیدگی رنی

حمیدرضا باغشاهی, سید یحیی میرافضلی, محبوبه مصلحی

تعیین میزان درهم‌تنیدگی در سامانه‌های کوانتومی، یکی از موضوعات مهم در نظریه‌ی اطّلاعات کوانتومی است. در این زمینه، مقیاس‌های متفاوتی برای تعیین میزان درهم‌تنیدگی سامانه‌های دوجزئی معرّفی شده است. مقیاس‌های درهم‌تنیدگی تلاقی و تنیدگی دو نمونه از این مقیاس‌ها هستند‏، که در حالت کلّی محاسبه‌ی آنها برای حالت‌های آمیخته‌ی دلخواه‏، بصورت تحلیلی امکان‌پذیر نیست. از این رو برای در دست داشتن تقریبی از میزان درهم‌تنیدگی‏، جدای از روش‌های عددی، یکسری حدهای بالا و پایین که به راحتی قابل محاسبه باشند برای آنها معرفی شده است. از طرف دیگر مقیاس‌های تلاقی و تنیدگی با مقیاس‌ درهم‌تنیدگی رنی در محدوده‌های مشخّصی، دارای ارتباط هستند. در این مقاله با استفاده از حدهای بالا و پایین مقیاس‌های تنیدگی و تلاقی و با توجه به رابطه‌ی بین این مقیاس‌ها و مقیاس‌ درهم‌تنیدگی رنی، حدهای بالا و پایینی برای مقیاس‌ درهم‌تنیدگی‌ رنی معرّفی می‌شود. سپس در یک سامانه‌ی اسپینی، کارآیی این حدود مورد بررسی قرار می‌گیرد.

پژوهش سیستم های بس ذره ای•Oct 23, 2018•0 citations

یک نظریه جایگزین برای مکانیک بوهمی

محمدجواد کاظمی, محمدحسین براتی, میثم مشهدی

دراین مقاله یک مدل علی و مبتنی بر مسیر، برای توصیف سیستم‌های کوانتومی معرفی شده است . این نظریه از لحاظ ساختار بسیار شبیه مکانیک بوهمی بوده و مانند نظریه بوهم، تمام نتایج آماری مکانیک کوانتومی استاندارد را باز تولید می‌کند. مسیرهای ذرات در این مدل با مسیر‌های پیش بینی شده توسط مدل بوهم متفاوت می‌باشند. همچنین فرم پتانسیل (نیروی) کوانتومی متفاوت با نظریه بوهم داده شده است. در حقیقت در این نظریه یک پارامتر آزاد (µ) وجود دارد که با صفر قرار دادن آن، مدل مذکور به نظریه بوهم تبدیل می‌شود. مشخصات نظری این مدل، مانند ناوردایی گالیله‌ای، مورد بررسی قرار گرفته است. همچنین مقایسه دقیقی بین این نظریه و مکانیک بوهمی انجام شده است و پیشنهادهایی برای تمایز تجربی بین این دو مدل (از طریق زمان تونل زنی) ارائه شده است و در نهایت توسعه‌هایی از این نظریه مورد بررسی قرار گرفته است.

مجله پژوهش فیزیک ایران•Sep 15, 2012•0 citations

نقش پیچیدگی محلی در ناسازگاری مشاهدهپذیرهای کوانتومی

پوهنمل حامد طیب, یما اصیل

ناسازگاری مشاهده‌پذیرها یکی از مفاهیم بنیادی در میخانیک کوانتومی است که ریشه در ساختار ریاضی عملگرهای کوانتومی و اصل عدم قطعیت دارد، که نقش مهمی در تبیین رفتار سیستم‌های کوانتومی، نظریه اندازه‌گیری، تحلیل اطلاعات کوانتومی و محاسبات کوانتومی ایفا می‌کند. در سال‌های اخیر هم‌زمان با گسترش تحقیقات در حوزه اطلاعات و پیچیدگی کوانتومی، توجه محققان به بررسی عوامل مؤثر بر رفتار مشاهده‌پذیرهای ناسازگار و چگونگی ارتباط آن‌ها با ساختار اطلاعاتی سیستم‌های کوانتومی معطوف شده است، با وجود مطالعات گسترده درباره ناسازگاری مشاهده‌پذیرها و پیچیدگی کوانتومی نقش پیچیدگی محلی در شکل‌گیری و تقویت ناسازگاری مشاهده‌پذیرها همچنان به‌صورت کامل روشن نشده است، از این‌رو هدف تحقیق حاضر بررسی و تبیین نقش پیچیدگی محلی در ناسازگاری مشاهده‌پذیرها و تحلیل تأثیر ساختار محلی عکس­العمل­های متقابل بر رفتار اندازه‌گیری در سیستم‌های کوانتومی است. این تحقیق با استفاده از روش توصیفی ـ تحلیلی و مبتنی بر مطالعه منابع معتبر علمی، نظریه عملگرها، جبر جابجاگرها، نظریه اطلاعات کوانتومی و مدل‌های چند ذره‌ای کوانتومی انجام شده است. در این راستا، ارتباط میان پیچیدگی محلی، توزیع اطلاعات کوانتومی، درهم‌تنیدگی و میزان ناسازگاری مشاهده‌پذیرها مورد بررسی قرار گرفت و چارچوبی مفهومی برای تبیین این رابطه ارائه شده است. یافته‌های تحقیق نشان می‌دهد که افزایش پیچیدگی محلی در بسیاری از سیستم‌های کوانتومی می‌تواند به افزایش همبستگی‌های کوانتومی و تغییر ساختار جابجاگرهای مؤثر منجر شود و در نتیجه سطح ناسازگاری مشاهده‌پذیرها را تحت تأثیر قرار دهد. همچنین نتایج حاکی از آن است که پیچیدگی محلی می‌تواند به‌عنوان یکی از عوامل کلیدی در درک بهتر جریانات اندازه‌گیری کوانتومی، فروپاشی همدوسی کوانتومی و توسعه سیستم­های پیشرفته اطلاعات کوانتومی مورد توجه قرار گیرد.

Farah Research and Scientific Journal•Oct 4, 2026•0 citations

معیار تشخیص درهمتنیدگی کامل چند قسمتی در سیستم های متغیر- پیوسته

یحیی اکبری کوربلاغ, مهسا اژدرقلم

در سیستم‌های چند قسمتی، درهمتنیدگی انواع مختلفی دارد که یک نوع مهم آن درهمتنیدگی کامل است. به دلیل اهمیت درهمتنیدگی کامل در فرآیندهای اطلاعات کوانتومی، برای تشخیص آن معیارهای متعددی ارائه شده است. یکی از آنها معیاری است که Shchukin و همکارانش در سال 2015 معرفی کرده‌اند. آنها ابتدا یک نامساوی به دست آورده اند که اگر یک حالت کوانتومی متغیر- پیوسته چند قسمتی آن را به ازای همه تقسیم های دو قسمتی نقض کند، کاملا درهمتنیده است. از آنجا که استفاده از این نامساوی مستلزم بهینه سازی عددی است و با افزایش تعداد قسمتها به کار بردن آن دشوارتر می شود، آنها در ادامه با استفاده از این نامساوی یک شرط تحلیلی برای درهمتنیدگی کامل ارائه داده اند که هر چند بهترین شرط ممکن نیست ولی مشکلات نامساوی اصلی را ندارد. در این مقاله، با استفاده از این نامساوی اصلی، یک شرط تحلیلی برای درهمتنیدگی کامل ارائه می دهیم که کران پایین آن بزرگتر از کران پایین شرط تحلیلی آنها است و بنابراین می‌تواند حالت‌های کاملا درهمتنیده بیشتری را تشخیص دهد. بعلاوه، قدرت تشخیص آن با قدرت تشخیص نامساوی اصلی مذکور یکسان است و مشکلات استفاده از آن را ندارد. این مطلب را با بررسی یک مثال توضیح می‌دهیم.

پژوهش سیستم های بس ذره ای•Apr 21, 2019•0 citations

بررسی ترمودینامیک کوانتومی دریک سامانه اتم-کاواک با برهمکنش جینز-کامینگز

مرتضی رفیعی

در این پژوهش به معرفی ایده ترمودینامیک کوانتومی براساس مفاهیم پایه ای مکانیک آماری و مکانیک کوانتومی پرداخته ایم. در ادامه به بررسی چارچوب فرایندهای غیرتعادلی در سامانه های کوانتومی پرداخته ایم و چگونگی محاسبه کمیتهایی مانند کار و آنتروپی بازگشت ناپذیر را در این فرایندها، معرفی می نماییم. سپس نتایج به دست آمده را بر روی سامانه اتم-کاواک در برهمکنش جینز-کامینگز در دو حالت جفت شدگی ضعیف و قوی اتم-کاواک، به کار بسته ایم. در اینجا نظریه ها و محاسبات مبتنی بر سامانه های کوانتومی بسته بوده و درنتیجه با در نظر گرفتن یک کاواک خوب از نشت فوتونی و جفت‌شدگی میدان آن با محیط بیرون از آن صرفنظر شده است.

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

رفتار ابرناهمخوانی کوانتومی در مدل هایزنبرگ دو کیوبیتی با اثرات ناهمدوسی

فروزان میرمسعودی, صدیف احدپور

در این مقاله دینامیک ابرناهمخوانی کوانتومی مدل هایزنبرگ که دارای برهمکنش ژیالوسینکی –موریا است، تحت تاثیر ناهمدوسی محیط با در نظر گرفتن معادله لیندبلاد مطالعه میکنیم. حالت اولیه سیستم را حالت معروف ورنر دو کیوبیتی در نظر می گیریم. با محاسبه تحول زمانی سیستم، با کمک ناهمخوانی کوانتومی و ابرناهمخوانی کوانتومی و کانکرونس تاثیر حالت اولیه سیستم بر روی دینامیک تحول سیستم مورد بررسی قرار می دهیم و نتایج را با یکدیگر مقایسه می‌کنیم. نتیجه قابل توجه این است که برای موردی که حالت اولیه سیستم حالت بل می باشد، با وجود نابودی ابرناهمخوانی کوانتومی و ناهمخوانی کوانتومی، درهمتنیدگی در سیستم از بیشترین مقدار یک به حداقل مقدار صفر تغییر میابد. این مغایر با نتایج اخیر که همبستگی‌های کوانتومی همواره بزرگتر از درهمتنیدگی هستند، می‌باشد. اثر جفت شدگی بین سیستم و محیط بر ابَرناهمخوانی کوانتومی بر اساس پارامترهای بر همکنشی مورد بررسی قرار می دهیم. نتایج نشان می‌دهد بزرگی برهمکنش ژیالوسینکی –موریا که بیانگر بر هم کنش اسپین –مدار است، نقش بسزایی در میزان ابرناهمخوانی کوانتومی می تواند داشته باشد

پژوهش سیستم های بس ذره ای•Aug 23, 2018•0 citations
در مکانیک آماری دانستن حد بالای آنتروپی در تعیین وضعیت پایانی سامانه بر اساس اصل وردشی هلمهولتز بسیار حائز اهمیت است. از این رو تلاشهای بسیاری جهت محاسبه آنتروپی سیستم صورت گرفته است و نظریه ترمودینامیک بر پایه آنتروپی رنی اخیراً ارائه شده است که قادر به توصیف حالتهای جدید در سیستم ترمودینامیکی است. تعیین دقیق آنتروپی در بسیاری از موارد قابل انجام نیست و از این رو روشهای تقریبی به کار گرفته می‌شود. حل تقریبی می‌تواند شامل تعیین حد بالا برای آنتروپی باشد که وضعیت نهایی سیستم را تعیین می‌کند. در این مقاله یک حد بالا برای آنتروپی کوانتومی ارائه می‌شود. بدین منظور محاسبات در یک فضای هیلبرت جدایی پذیر با پایه‌های یکا متعامد صورت می‌گیرد و با استفاده از تعریف شنون از آنتروپی حد بالایی برای آنتروپی نسبی دو عملگر جابجا شونده محاسبه می‌گردد.
تعیین میزان درهم‌تنیدگی در سامانه‌های کوانتومی، یکی از موضوعات مهم در نظریه‌ی اطّلاعات کوانتومی است. در این زمینه، مقیاس‌های متفاوتی برای تعیین میزان درهم‌تنیدگی سامانه‌های دوجزئی معرّفی شده است. مقیاس‌های درهم‌تنیدگی تلاقی و تنیدگی دو نمونه از این مقیاس‌ها هستند‏، که در حالت کلّی محاسبه‌ی آنها برای حالت‌های آمیخته‌ی دلخواه‏، بصورت تحلیلی امکان‌پذیر نیست. از این رو برای در دست داشتن تقریبی از میزان درهم‌تنیدگی‏، جدای از روش‌های عددی، یکسری حدهای بالا و پایین که به راحتی قابل محاسبه باشند برای آنها معرفی شده است. از طرف دیگر مقیاس‌های تلاقی و تنیدگی با مقیاس‌ درهم‌تنیدگی رنی در محدوده‌های مشخّصی، دارای ارتباط هستند. در این مقاله با استفاده از حدهای بالا و پایین مقیاس‌های تنیدگی و تلاقی و با توجه به رابطه‌ی بین این مقیاس‌ها و مقیاس‌ درهم‌تنیدگی رنی، حدهای بالا و پایینی برای مقیاس‌ درهم‌تنیدگی‌ رنی معرّفی می‌شود. سپس در یک سامانه‌ی اسپینی، کارآیی این حدود مورد بررسی قرار می‌گیرد.
دراین مقاله یک مدل علی و مبتنی بر مسیر، برای توصیف سیستم‌های کوانتومی معرفی شده است . این نظریه از لحاظ ساختار بسیار شبیه مکانیک بوهمی بوده و مانند نظریه بوهم، تمام نتایج آماری مکانیک کوانتومی استاندارد را باز تولید می‌کند. مسیرهای ذرات در این مدل با مسیر‌های پیش بینی شده توسط مدل بوهم متفاوت می‌باشند. همچنین فرم پتانسیل (نیروی) کوانتومی متفاوت با نظریه بوهم داده شده است. در حقیقت در این نظریه یک پارامتر آزاد (µ) وجود دارد که با صفر قرار دادن آن، مدل مذکور به نظریه بوهم تبدیل می‌شود. مشخصات نظری این مدل، مانند ناوردایی گالیله‌ای، مورد بررسی قرار گرفته است. همچنین مقایسه دقیقی بین این نظریه و مکانیک بوهمی انجام شده است و پیشنهادهایی برای تمایز تجربی بین این دو مدل (از طریق زمان تونل زنی) ارائه شده است و در نهایت توسعه‌هایی از این نظریه مورد بررسی قرار گرفته است.
ناسازگاری مشاهده‌پذیرها یکی از مفاهیم بنیادی در میخانیک کوانتومی است که ریشه در ساختار ریاضی عملگرهای کوانتومی و اصل عدم قطعیت دارد، که نقش مهمی در تبیین رفتار سیستم‌های کوانتومی، نظریه اندازه‌گیری، تحلیل اطلاعات کوانتومی و محاسبات کوانتومی ایفا می‌کند. در سال‌های اخیر هم‌زمان با گسترش تحقیقات در حوزه اطلاعات و پیچیدگی کوانتومی، توجه محققان به بررسی عوامل مؤثر بر رفتار مشاهده‌پذیرهای ناسازگار و چگونگی ارتباط آن‌ها با ساختار اطلاعاتی سیستم‌های کوانتومی معطوف شده است، با وجود مطالعات گسترده درباره ناسازگاری مشاهده‌پذیرها و پیچیدگی کوانتومی نقش پیچیدگی محلی در شکل‌گیری و تقویت ناسازگاری مشاهده‌پذیرها همچنان به‌صورت کامل روشن نشده است، از این‌رو هدف تحقیق حاضر بررسی و تبیین نقش پیچیدگی محلی در ناسازگاری مشاهده‌پذیرها و تحلیل تأثیر ساختار محلی عکس­العمل­های متقابل بر رفتار اندازه‌گیری در سیستم‌های کوانتومی است. این تحقیق با استفاده از روش توصیفی ـ تحلیلی و مبتنی بر مطالعه منابع معتبر علمی، نظریه عملگرها، جبر جابجاگرها، نظریه اطلاعات کوانتومی و مدل‌های چند ذره‌ای کوانتومی انجام شده است. در این راستا، ارتباط میان پیچیدگی محلی، توزیع اطلاعات کوانتومی، درهم‌تنیدگی و میزان ناسازگاری مشاهده‌پذیرها مورد بررسی قرار گرفت و چارچوبی مفهومی برای تبیین این رابطه ارائه شده است. یافته‌های تحقیق نشان می‌دهد که افزایش پیچیدگی محلی در بسیاری از سیستم‌های کوانتومی می‌تواند به افزایش همبستگی‌های کوانتومی و تغییر ساختار جابجاگرهای مؤثر منجر شود و در نتیجه سطح ناسازگاری مشاهده‌پذیرها را تحت تأثیر قرار دهد. همچنین نتایج حاکی از آن است که پیچیدگی محلی می‌تواند به‌عنوان یکی از عوامل کلیدی در درک بهتر جریانات اندازه‌گیری کوانتومی، فروپاشی همدوسی کوانتومی و توسعه سیستم­های پیشرفته اطلاعات کوانتومی مورد توجه قرار گیرد.
در سیستم‌های چند قسمتی، درهمتنیدگی انواع مختلفی دارد که یک نوع مهم آن درهمتنیدگی کامل است. به دلیل اهمیت درهمتنیدگی کامل در فرآیندهای اطلاعات کوانتومی، برای تشخیص آن معیارهای متعددی ارائه شده است. یکی از آنها معیاری است که Shchukin و همکارانش در سال 2015 معرفی کرده‌اند. آنها ابتدا یک نامساوی به دست آورده اند که اگر یک حالت کوانتومی متغیر- پیوسته چند قسمتی آن را به ازای همه تقسیم های دو قسمتی نقض کند، کاملا درهمتنیده است. از آنجا که استفاده از این نامساوی مستلزم بهینه سازی عددی است و با افزایش تعداد قسمتها به کار بردن آن دشوارتر می شود، آنها در ادامه با استفاده از این نامساوی یک شرط تحلیلی برای درهمتنیدگی کامل ارائه داده اند که هر چند بهترین شرط ممکن نیست ولی مشکلات نامساوی اصلی را ندارد. در این مقاله، با استفاده از این نامساوی اصلی، یک شرط تحلیلی برای درهمتنیدگی کامل ارائه می دهیم که کران پایین آن بزرگتر از کران پایین شرط تحلیلی آنها است و بنابراین می‌تواند حالت‌های کاملا درهمتنیده بیشتری را تشخیص دهد. بعلاوه، قدرت تشخیص آن با قدرت تشخیص نامساوی اصلی مذکور یکسان است و مشکلات استفاده از آن را ندارد. این مطلب را با بررسی یک مثال توضیح می‌دهیم.
در این پژوهش به معرفی ایده ترمودینامیک کوانتومی براساس مفاهیم پایه ای مکانیک آماری و مکانیک کوانتومی پرداخته ایم. در ادامه به بررسی چارچوب فرایندهای غیرتعادلی در سامانه های کوانتومی پرداخته ایم و چگونگی محاسبه کمیتهایی مانند کار و آنتروپی بازگشت ناپذیر را در این فرایندها، معرفی می نماییم. سپس نتایج به دست آمده را بر روی سامانه اتم-کاواک در برهمکنش جینز-کامینگز در دو حالت جفت شدگی ضعیف و قوی اتم-کاواک، به کار بسته ایم. در اینجا نظریه ها و محاسبات مبتنی بر سامانه های کوانتومی بسته بوده و درنتیجه با در نظر گرفتن یک کاواک خوب از نشت فوتونی و جفت‌شدگی میدان آن با محیط بیرون از آن صرفنظر شده است.
در این مقاله دینامیک ابرناهمخوانی کوانتومی مدل هایزنبرگ که دارای برهمکنش ژیالوسینکی –موریا است، تحت تاثیر ناهمدوسی محیط با در نظر گرفتن معادله لیندبلاد مطالعه میکنیم. حالت اولیه سیستم را حالت معروف ورنر دو کیوبیتی در نظر می گیریم. با محاسبه تحول زمانی سیستم، با کمک ناهمخوانی کوانتومی و ابرناهمخوانی کوانتومی و کانکرونس تاثیر حالت اولیه سیستم بر روی دینامیک تحول سیستم مورد بررسی قرار می دهیم و نتایج را با یکدیگر مقایسه می‌کنیم. نتیجه قابل توجه این است که برای موردی که حالت اولیه سیستم حالت بل می باشد، با وجود نابودی ابرناهمخوانی کوانتومی و ناهمخوانی کوانتومی، درهمتنیدگی در سیستم از بیشترین مقدار یک به حداقل مقدار صفر تغییر میابد. این مغایر با نتایج اخیر که همبستگی‌های کوانتومی همواره بزرگتر از درهمتنیدگی هستند، می‌باشد. اثر جفت شدگی بین سیستم و محیط بر ابَرناهمخوانی کوانتومی بر اساس پارامترهای بر همکنشی مورد بررسی قرار می دهیم. نتایج نشان می‌دهد بزرگی برهمکنش ژیالوسینکی –موریا که بیانگر بر هم کنش اسپین –مدار است، نقش بسزایی در میزان ابرناهمخوانی کوانتومی می تواند داشته باشد