مروری بر درگاه های کلاسیک، کوانتومی و تولید درهمتنیدگی با کاربرد آن در فرابرد کوانتومی

در هر شمایی از پردازش اطلاعات، مساله انتقال اطلاعات با سرعت و ایمنی بالا از اهمیت به سزایی برخوردار است. از جمله پیشرفت هایی که در این زمینه انجام گرفته، مطالعه و پیشرفت در زمینه فرابرد کوانتومی است. فرابرد از دیدگاه لغوی به معنای بازسازی شیء یا شخصی در یک مکان است درحالی که اصل آن در مکان اولیه نابود شده باشد. برای انجام این عمل لازم است که تمام اطلاعات مربوط به آن شخص یا شیء روبش شده، به محل گیرنده مخابره شود. در فرابرد کوانتومی اطلاعات در قالب کیوبیت و با به اشتراک گذاشتن حالت های درهمتنیده بین فرستنده و گیرنده منتقل می شود. اگر دو یا چند کیوبیت را در بر همکنش با هم قرار دهیم، می توانند برای مدتی در یک حالت کوانتومی مشترک، که همان حالت درهمتنیده است، قرار بگیرند. اگر نتوان حالت کل سامانه را به شکل حاصل ضربی از حالت های زیرسامانه ها نشان داد، حالت یک حالت درهمتنیده است. این حالت ها را می توان به کمک درگاه های کوانتومی تولید کرد. درگاه های کوانتومی مدارات کوانتومی ، یا به بیان کامل تر، ابزارهایی هستند که روی تعداد محدودی کیوبیت اثر می کنند و تغییراتی روی آن ها اعمال می کنند همان گونه که درگاه های کلاسیکی روی بیت ها اعمال می شوند. هدف این رساله مروری بر فرابرد کوانتومی به کمک حالت های درهمتنیده است. بدین منظور در ابتدا به معرفی برخی از درگاه های منطقی کلاسیکی می پردازیم که مقدمه ای برای آشنایی با درگاه های کوانتومی هستند. پس از معرفی درگاه های کوانتومی، با درهمتنیدگی کوانتومی و چگونگی تولید آن ها توسط درگاه های کوانتومی آشنا می شویم. در پایان نیز عمل فرابرد کوانتومی و نحوه انجام شدن آن با کمک حالت های درهمتنیده مختلف را مورد بررسی قرار می دهیم.