فیزیک کوانتومی

موضوع : فیزیک کوانتومی

توضیح: این فایل به صورت ورد و آماده چاپ می باشد

دنياي وارونه از محاسبات مقداري
ايده هاي عجيب و غريب مي‌‌تواند منشأ كاملاًمعمولي داشته باشد.ايده كنوني زادگاهي به نام تگزاز دارد.در سال 1981 ويلر پدر روزنه سياه و فيزيك نظري از دانشگاه تگزاز در آستين جلسه‌اي تشكيل داد.همه‌ي مهمان ها فيزيك‌دانهايي جوان با علاقه‌هاي مشترك دربنيان محاسبات بودند،همان موضوعي كه ويلر به آن اعتقاد داشت،و در آن سال اهميت افزونتري يافت .در اين جلسه بود كه بحث و مكالمه با چالز بنت ،يك فيزيك دان ABM ،جرقه‌اي را در ذهن يكي از محققان دانشگاه آكسفورد به نام ديويد دسچ ايجاد كرد.او بر اين عقيده بود كه نظريه محاسبات (كامپيوتر) بر روي قانونهاي نيوتن بنا نهاده شده است،نه بر اساس توصيفات اساسي دنيا كه بوسيله تئوري كوانتوم حمايت مي‌شوند.
در هر صورت،صنعت كامپيوتر براي تحريك بيش از اندازه ريز تراشه‌ها شروع به كار كرده بود. اين صنعت محاسبات بسيار گسترده‌اي را در هر ثانيه ممكن ساخته بود.اگر چه گرماي توليد شده باعث باقي ماندن ابدي سيلسيوم مي‌شد ،براي رفع اين مشكل دانشمندان تئوري مذكور رادر سال 1930 با پيشگامي ‍“آلان ترنينك” ارائه كردند .اما در جلسه ويلر ،داچ عقيده داشت “خيلي زودتر از حد انتظار ما خواهيم ديد كه با استفاده از قانونها ‹ماشين كوانتوم› ما به جوابهاي متفاوتي خواهيم رسيد.
داچ كار خود را ابتدا به صورت كتبي بر روي كاغذ شروع كرد كه حالا ما نتايج آن را به صورت ملاحظاتي كلاسيك در اين زمينه مشاهده مي‌كنيم .اين نتايج در سال 1985 منتشر شدند.نتايج نشان مي دهد چطور كامپيوتر ها از قانون عجيب نيرو برد كوانتوم استفاده مي‌كنند وچرا چنين كامپيوتر هايي اساساًبا كامپيوتر هاي معمولي تفاوت دارند.
15سال بعد انقلابي را كه داچ شروع كرد به تناسبي جهاني رسيد.چنين كامپيوتر هايي براي مدت طولاني به عنوان وسيله‌اي مرموز وجادويي باقي ماندند اما به صنعت آينده كامپيوتر قدرتي عجيب بخشيدند وبعد از آن بحث جابجايي و تغير مكان آن‌ها پيش آمد مشروط به آنكه به آن حد انتظار مي‌رسند يا نه؟هيجان انگيز بودن اين مسئله به قدرتش وامدار ومقروض نخواهد بود.هر چند كه بدون شك مدلهاي امروزي اين نمونه قدرت بسيار بالاتري دارند.
نقطه برتري چنين كامپيوتر هايي ،حل مسائل و انجام محاسباتي است كه اساساً بوسيله كامپيوتر هاي قراردادي اصلاً قابل انجام نيستند.اين همان پتانسيل و نيروي بالقوه‌اي است كه باعث مي‌شود برنامه تجارت كامپيوتر وبزرگترين برقراري ارتباطهاي راه دور جهاني رونق فراواني بيابد.اين كمپاني ها شامل ABM ،هولت پاكارد ،لوسنت تكنولوژي ،AT،T،ماكروسافت.حتي پايگاهي در شهر نيويورك بنا شده است كه «مجيك تكنولوژي » ناميده مي‌شود.و اميد وار است با مجهز شدن در اين زمينه به پول زيادي برسد.به وسيله يكي از قدرتمندترين نيروهايي كه از گسترش و توسعه كامپيوتر هاي كوانتوم ساطع شده است،آنها به راحتي كدهاي سري تأثير ناپذير و غير قابل نفوذ را خواهند شكست. آهنگ و زنگ خطر اين مسئله در سال1994 به صدا در آمد .وقتي پيتر شورت در نيو جرسي نشان داد كه كامپيوتر هاي كوانتوم نسبت به نوع معموليشان در كارخانه هاي متعدد بسيار سريترند و فاصله‌ي بسياري با آنها دارند. 
پيدا كردن كارخانه ها با آن تعداد بالابسيار سخت خواهد بود.چرا كه سازنده هاي كد به عيب و حساسيت اطلاعات محصولاتشان اعتماد داشتند.با گسترش كامپيوتر هاي كوانتوم، چنين كد هايي كاملا متروك وبي استفاده خواهند شد. به محض اينكه اولين سايز كامپيوتر هاي كوانتوم وارد بازار شد،دولت و ارتش ملزم شدند تا بسياري از كد گذاري‌هاي نا مناسب خود را واگذار كنند.
مطمئناً كارشناسان توانايي خواهند داشت كه همان كارههايي را انجام دهند كه كوانتوم ها انجام مي‌دهند.پس آزمايش هاي ملي مختلفي شروع به برنامه ريزي هاي اساسي كردند .مخصوصاً موسسه‌ي استاندارد ها وتكنولوژي در بولدر ،لوس‌آلاموس،آزمايشگاه ملي در نيومكزيكو، كينگ‌دام،سنجش دفاعيكوانتومژانس تحقيقاتي در مالورن.
دانشمندان سعي مي‌كنند اطلاعاتي را در مورد كوانتوم‌ها و چگونگي كنترل آنها كسب كنند. كامپيوتر هاي كوانتومي در آزمايشگاه در حال كوچكتر شدن هستند.تا دانشمندان بتوانند تئوري ماشين‌هاي كوانتوم را آزمايش كنندبا دقت بيشتري نسبت به گذشته.قويترين تيم در جهان چنين تحقيقاتي را در دانشگاه آكسفورد انجام مي‌دهد.گروههاي كوچكتر هم در مكانهايي مثلMIT كار مي‌كنند.همچنين گروههاي استراليايي با پراكندگي با نفوذي كه ميان ايالتهاي آمريكايي و اروپايي دارندبه تحقيق مي‌پرداختند.پس از يك شروع نسبتاً با تاخير ،ژاپن براي رسيدن به گروههاي ديگر سعي و تلاش زيادي كرد.
اطلاعات كوانتومي
اطلاعات كوانتوم موجوديت كالا را مشخص مي‌كندOS،IS، نرم‌افزارهاي مربوط به عمليات سخت افزاري مي‌توانند كد هاي0 و1 را به راحتي اندازه‌گيري كنند،كپي و حتي جابجا كنند.
اما واگذاري قسمتي از اطلاعات به بخش كوانتوم، واحد هاي كوانتومي ناميده مي‌شود كه نامأنوس است. اين اطلاعات اساسي،واحد كوانتوم ناميده مي‌شود.و كمي با همتاي كلاسيك خود متفاوت است.
فهرست مطالب
فيزيك كوانتومي
دنياي وارونه از محاسبات مقداري    1
اطلاعات كوانتومي    4
الگوريتم‌ها ،گره‌ها ، اصلاح خطا‌ها    5
هدايت‌گر‌هاي (NMR)    9
يونهاي منجمد شده    12
جايگزيني‌ها    15
يك اينترنت كوانتوم    17