از آنجا که اخیراً اطلاعات و ارتباطات کوانتومی توجه زیادی را به خود جلب کرده است مبحث کیفیت کانال های ارتباطی و ظرفیت آن، که از مهمترین اجزای سیستم های ارتباطی (کلاسیکی و کوا نتومی) به حساب می آیند، اهمیت ویژه ای یافته است. در این پایان نامه ابتدا در فصل اول، به مفهوم اطلاعات و سنجش آن می پردازیم که در این باب نظریه اطلاعات (علمی که با مفهوم اندازه، انتقال و کاربرد اطلاعات سروکار دارد) بیان می ش...

در سالهای اخیر ، کاربردی از مکانیک کوانتمی که نطریه ی اطلاعات کوانتومی نامیده می شود، توجه بسیاری را به خود جلب کرده است . در هم تنیدگی کوانتومی نقش اساسی را در بیشترِ پروتکل های مربوط به اطلاعات کوانتمی بازی می کند. ازاین رو، دانستن این که آیا درهم تنیدگی به دلیل برهم کنشش با محیط، تخریب می شود یا نه، اهمیت فراوانی دارد . در این پایان نامه، می خواهیم در هم تنیدگی حالت های گوسی دو مده را بررسی ...

بنیامین شوماخر راهی برای تعبیر حالت های کوانتومی بصورت اطلاعات کشف کرد. او سپس راهی برای فشردگی اطلاعات در یک حالت و ذخیره ی اطلاعات در تعداد کمتری از حالت ها ارائه می دهد. این هم اکنون به عنوان فشردگی شوماخر شناخته می شود. این یک معادل کوانتومی قضیه ی کدگذاری بدون خطای شانون است و به شروع یک حوزه موسوم به نظریه ی اطلاعات کوانتومی کمک کرد. هدف این پایانامه ارائه ی یک الگوریتم صریح برای اجرای فش...

نظریه گرانش کوانتمی تلاش می کند تا مکانیک کوانتمی، که به خوبی در مقیاس اتمی حکمفرماست، و نظریه کلاسیک نسبیت عام، که حاکم بر سیارات و کهکشان هاست، را با یکدیگر تلفیق کند. از مهمترین نتایجی که در این زمینه بدست آمده، حضور یک کمینه طول از مرتبه طول پلانک می باشد. در واقع تمامی رهیافت های گوناگون به گرانش کوانتمی به یک چنین نتیجه ای منجر می شوند. حضور این کمینه طول تغییرات اساسی ای را در فرمالیسم م...

در محاسبات کوانتمی عملیات محاسباتی را توسط گیت ها و الگوریتم های کوانتمی انجام می دهیم. گیت ها و الگوریتم های کوانتمی با توجه به اصول کوانتمی بیش از دو حالت برای یک بیت کوانتمی (کیوبیت) در نظر می گیرند لذا این الگوریتم ها در مقایسه با الگوریتم های کلاسیکی تعداد محاسبات کمتر و سرعت محاسبات بیشتری دارند. در پدیده ی تشدید مغناطیسی هسته، اسپین هسته در درون یک میدان مغناطیسی ثابت حرکت تقدیمی انجا...

پیشرفتهای تحقیقاتی که در چند دهه اخیر در مباحث نانو و کوانتم صورت گرفته است اهمیت وکاربردی بودن آن ها را در طراحی مدارات معکوس پذیر و منطقی بیشتر کرده است. از طرفی با کاهش ابعاد مدارات و کاهش توان مصرفی، طراحی مدارات با محدودیت های بسیاری در استفاده از ساختارهای ارتباطی معمول روبرو است. جهت رفع این محدودیت ها در طراحی های اخیر گرایش به تلفیق ساختارهای جدیدی مانند ساختارهای کوانتمی و مدارات کلاس...

نسبت میان فلسفه و فیزیک به طور عام، و فیزیک کوانتم به طور خاص، یکی از موضوعات مهم برای فلاسفه علم و فلاسفه فیزیک است. این موضوع برای برخی از فیزیکدانان (به ویژه در حوزه فیزیک نظری) نیز جالب توجه و با اهمیت است. با وجود آثاری که در زمینه رابطه فیزیک کوانتم با فلسفه و مکاتب فلسفی نگاشته شده اند، هنوز می توان ادعا نمود که تصویر روشنی از این رابطه، و چگونگی تعامل فیزیکدانان با آموزه های فلسفی وجود ...

اسکوئید یا وسیله تداخل کوانتمی ابررسانا یکی از حساس¬ترین ابزار نسبت به میدان¬های مغناطیسی است. اسکوئید متشکل از یک یا دو پیوندگاه جوزفسون است. امروزه بدلیل نیاز فناوری اطلاعات و پزشکی اسکوئیدهایی در ابعاد نانو ساخته می شوند. بطور کلی می¬توان نانواسکوئیدها را به دو نوع تقسیم بندی کرد. در نوع اول عرض پیوندگاه جوزفسون به ابعادی در حدود 1 نانومتر کاهش یافته و در نوع دوم قطر حلقه به کمتر از 100 نانو...

موضوع اصلی این پایان نامه پرداختن به مقدمه اطلاعات کوانتومی از دیدگاه ریاضی بوده که به نوبه خود زمینه های فعال پژوهشی برای ریاضی دانان و نقش آن در علوم پیشرفته امروزی را مورد توجه قرار می دهد. در این راستا به مقوله درهم تنیدگی کوانتومی (entanglement) خواهیم پرداخت ابتدا نقایص فیزیک کلاسیک را بیان نموده، سیر تکاملی فیزیک کلاسیک به کوانتومی را مطرح می کنیم، در ادامه پس از آشنایی با درهم تنیدگی با...

تاریخ ریاضیات و فیزیک نظری نشان می دهد که فکرهای آغازگر بهترین روش های ریاضی، در فرآیند حل مدلهای انتگرال پذیر، کشف شده اند. خصوصا اکتشاف ریاضی بیست سال اخیر را که دستاوردهای جانبی از دستگاههای انتگرال پذیر مشهور مربوط به سولیتونها و نظریه های کوانتمی اند، مورد بحث قرار خواهیم داد.