در نظریه اطلاعات کوانتومی، انتقال اطلاعات و ذخیره اطلاعات کوانتومی خیلی ضروری می باشد. نظریه اطلاعات کوانتومی امکان ارسال اطلاعات با استفاده از سیستم های کوانتومی را فراهم می کند. امروزه روشهای مختلفی برای ایجاد ارتباطات کوانتومی و انتقال اطلاعات کوانتومی وجود دارد. شبکه کوانتومی یکی از روشهای قطعی برای انتقال دادن حالت کوانتومی بین کاواکها می باشد، همچنین درهم تنیدگی این سیستمها در میزان ارسال اطلاعات نقش مهمی ایفا می کند که این درهم تنیدگی ها در ایجاد درگاه های کوانتومی نقش دارند. این درگاه ها نیز در کاهش مراحل پردازش داده ها و در نهایت در طراحی کامپیوترهای کوانتومی، درگاه ها و کیوبیتها که مدارهای کوانتومی را تشکیل می دهند، نقش دارند. بنابراین عملکرد کامپیوترهای کوانتومی به درگاه های منطقی بستگی دارد. در این پایانامه، در یک سیستم سه ترازی گونه که با یک کاواک دو مدی اندرکنش می کند، نشان می دهیم که چگونه درگاه های دو کیوبیتی مختلفی از جمله درگاهqpg ،swap و درگاه cnot با استفاده از حالتهای پایه اتمی ایجاد می شوند. با استفاده از همین سیستم سه ترازی اتم و کاواک که مانند یک شبکه کوانتومی درنظر می گیریم، نشان خواهیم داد که چگونه یک حالت کوانتومی ناشناخته از یک اتم به اتم دیگر توسط یک کانال کوانتومی انتقال می یابد.همچنین فازهای بری و درهم تنیدگی یک سیستم دو اسپینی را با استفاده از مدل xx هایزنبرگ، مورد بررسی قرار خواهیم داد.

گذار بی دررو تحریکی رامان (استیرپ )، یکی از روش های ساده و موثر برای انتقال جمعیت در سیستم های کوانتومی سه ترازی - گونه می باشد. در این روش، انتقال جمعیت از تراز اول به تراز سوم، بدون جمعیت دار شدن تراز میانی، با استفاده از ترتیب پالسی غیر شهودی رخ می دهد. استیرپ کسری ، نوعی استیرپ است که امکان ایجاد هر گونه بر هم نهی همدوس دلخواه از دو حالت زمینه را در یک سیستم - گونه فراهم می کند. روش استیرپ سه پایه ، بسطی از استیرپ است که ایجاد یک بر هم نهی همدوس از حالت های زمینه را ممکن می سازد. در این پروژه، روش گذار در سیستم های دو ترازی و سه ترازی بررسی خواهد شد. و به توصیف کره بلاخ و معادلات بلاخ پرداخته می شود. همچنین روشی برای انتقال همدوس جمعیت برای سیستم دو ترازی پیشنهاد می کنیم که با استفاده از پالس هایی با مساحت صفر می باشد در حالتی که سیستم درحالت تشدید کامل قرار داشته باشد احتمال انتقال جمعیت برابر صفر می باشد. نشان خواهیم داد که در حالت غیر تشدیدی می توان انتقال همدوس جمعیت را به صورت زورمند با استفاده از مقادیر بزرگ برای فرکانس های رابی بیشینه ایجاد کرد. سپس به بررسی گذار بی دررو تحریکی رامان با استفاده از پالس های کوچک می پردازیم. در گذار بی دررو تحریکی رامان معمولاً از پالس های گوسی استفاده می کنیم که مساحت زیر پالس همیشه مقدار مثبتی دارد. در این پایان نامه با فرض اینکه مساحت زیر پالس صفر باشد اثر آن را بر گذار بی دررو تحریکی رامان بررسی می کنیم در این بررسی شکل پالس ها همیشه گوسین نخواهد بود و در استفاده از مساحت زیر پالس صفر ممکن است که گذار جمعیت به صورت عادی صورت نگیرد ولی در عوض ممکن است که استیرپ دو گانه و یا سه گانه و همچنین یک بر هم نهی بین دو حالت زمینه صورت بگیرد.و در نهایت در مورد ایجاد درگاه های کوانتومی تک-کیوتریت با روش گذار بی دررو سه پایه بحث خواهیم کرد.

مکانیک کوانتومی شاخه ای از فیزیک نظری است که در مقیاس اتمی و زیر اتمی بجای مکانیک کلاسیک و الکترومغناطیس بکار می رود و می تواند بسیاری از پدیده ها را در مقیاس بسیار ریز توصیف کند. یکی از شاخه های مکانیک کوانتومی ، اطلاعات کوانتومی می باشد که امروزه با توسعه نرم افزارها و سخت افزارهای کوانتومی به شکل یک حوزه وسیع و مهیج خود را نشان می دهد و باعث جلب شدن توجه همه محققان سراسر جهان به آن شده است. توسعه نرم افزارها و سخت افزارهای کوانتومی موجب پیدایش و خلق کامپیوترهای کوانتومی شده است. کامپیوتر هایی که هم اکنون همه ما از آن استفاده می کنیم، باید یک سری صفر و یک منطقی را بفهمد و دستکاری کند. در واقع همه اطلاعات شامل حروف ، اعداد و یا وضعیت ماوس، مودم و... باید با مجموعه ای با بیت های متشکل از صفر ها و یک ها به کامپیوتر داده شود. در این کامپیوتر های معمولی قوانین فیزیک کلاسیک حاکم است. بیت های اطلاعات ، خیلی ساده تعریف می شوند ، کلیدهای های الکتریکی می توانند روشن(یک) و یا خاموش(صفر) باشند. اما کامپیوترهای کوانتومی با طبیعت دودویی فیزیک کلاسیک محدود نشده و بر اساس قوانین فیزیک کوانتوم ، یک پدیده فیزیکی را به صورت منحصر به فرد در می آورد تا به صورت اساسی یک حالت جدید از پردازش اطلاعات را تشخیص دهد. این مسئله یک تحول و عصر جدیدی در علوم کامپیوتر بوجود آورده است. کامپیوترهای کوانتومی با الگوریتم های مخصوص خود راه اندازی می شوند. درهم تنیدگی که خاصیت نامحدود سیستمهای کوانتومی است و نقش مهمی در الگوریتم های کوانتومی بازی می کند. درهم تنیدگی بین دو بیت کوانتومی (کیوبیت) زمانی ایجاد می شود که بین کیوبیت ها اندرکنشی وجود داشته باشد. نقطه تحول مهم در نرم افزارها و سخت افزارهای کوانتومی، آزمایش انجام شده در آزمایشگاه ibm سن جوز ایالت کالیفرنیا بود که که عدد 15 به عوامل اول توسط الگوریتم شور تجزیه شد. با این کار فصل جدیدی از الگوریتم کوانتومی شور آغاز شد که توانست در زمان بسیار کمتر نسبت به الگوریتم های کلاسیکی ، اعداد با تعداد ارقام زیاد را به عوامل اول تجزیه کند. در سال های اخیر یک الگوریتم کوانتومی بسیار قدرتمند و سودمند که وظیفه جستجو در بانک های اطلاعاتی را دارد توسط لوی گراور کشف شد. الگوریتم جستجوی گراور ثابت می کند که کامپیوترهای کوانتومی در جستجوی دیتا بیس (داده های پایه ای یک سیستم) به طرز شگفت آوری بسیار سریع تر از کامپیوترهای کلاسیکی عمل می کنند. یکی دیگر از شاخه های مکانیک کوانتومی ، اپتیک کوانتومی می باشد که به طور عمده شامل بررسی اندرکنش اتم با میدانهای کلاسیکی و کوانتومی می باشد. دامنه کوانتوم اپتیک در دهه اخیر به صورت قابل ملاحظه ای گسترش یافته است. در این پایان نامه با در نظر گرفتن حالت اتم ها به عنوان حالت کوانتومی، به بررسی اندرکنش اتم با میدانهای کلاسیکی و کوانتومی پرداخته و با معرفی گذار تحریکی بی دررو رامان stirap شرایط انتقال جمعیت در اتم های سه ترازی رامان گونه را بررسی می کنیم. در نهایت با استفاده از الگوریتم کوانتومی جستجوی گراور شاخه اطلاعات کوانتومی را به اپتیک کوانتومی ارتباط داده و با بکارگیری این الگوریتم ، نشان می دهیم که فرآیند گذار بی دررو تحریکی رامان بسیار تسریع خواهد شد. برای همین منظور در فصل اول با استفاده از معادلات ماکسول ضمن کوانتیزه کردن میدانهای الکترومغناطیسی و تبدیل آن به میدانهای کوانتومی، اندرکنش اتم دو ترازی و همچنین سه ترازی را با میدانهای کلاسیکی و کوانتومی بررسی می شود. در فصل دوم با معرفی گذار بی دررو شرایط انتقال جمعیت به صورت بی دررو را در اتم های سه ترازی بدست خواهیم آورد. در فصل سوم واحد اطلاعات کوانتومی و دستگاه های اندازه گیری این واحد ها که به درگاه های کوانتومی معروف هستند ، معرفی می شود. در فصل چهارم به ساختار نرم افزاری و سخت افزاری کامپیوترهای کوانتومی پرداخته و چهار الگوریتم معروف و مهم کوانتومی از جمله الگوریتم جستجوی گراور را به تفضیل شرح داده می شود. در فصل پنجم با در نظر گرفتن یک سیستم متشکل از nاتم سه ترازی رامان گونه که با لیزر و کاواک در اندرکنش هستند، مقیاسی از مدت زمان انتقال جمعیت به صورت بی دررو به حالت های دلخواه خود را توسط الگوریتم جستجوی گراور ، بررسی می شود.

گذار بی دررو تحریکی رامان (استیرپ )، یکی از روشهای ساده و موثر برای انتقال جمعیت در سیستمهای کوانتومی سه ترازی - گونه می باشد. در این روش، انتقال جمعیت به طور بی دررو از تراز جمعیت دار اولیه به تراز هدف، بدون جمعیت دار شدن تراز میانی، با استفاده از ترتیب پالسی غیر شهودی و شرط تشدید دو فوتونی ، رخ می دهد. استیرپ کسری ، نوعی استیرپ است که امکان ایجاد هر گونه بر هم نهی همدوس دلخواه از دو حالت زمینه را در یک سیستم - گونه فراهم می کند. روش استیرپ سه پایه ، بسطی از استیرپ است که ایجاد یک بر هم نهی همدوس از حالتهای زمینه را ممکن می سازد. در این پایان نامه، روش گذار بی دررو تحریکی رامانو نحوه انتقال جمعیت را در سیستم های سه ترازی با در نظر گرفتن نامیزانی دو فوتونی غیرصفر بررسی می کنیم و شرایط لازم برای انتقال کامل جمعیت را به ازای فرکانس رابی برابر و نابرابر بدست می آوریم. همچنین اثر نامیزانی دو فوتونی روی حالات بی دررو را بررسی خواهیم کرد و با در نظر گرفتن این اثر مرزها، مرکز و پهنای نمودارنامیزانی دو فوتونی جمعیت را محاسبه و اثرات تاخیر و واهلش پالس ها روی گذار بی دررو رامان را بررسی می کنیم. همچنینروشی را بررسی می کنیم که در آن مساحت زیر پالس ثابت می باشد.با بکار بردن تبدیل موریس- شور، به بررسی انتقال جمعیت همدوس در سیستم های پایهدر شرایطی که مساحت زیر پالس ها برابر می باشند، می پردازیم.

شبکه های عصبی یکی از پرکاربرد ترین ابزارها در دنیای امروز محسوب می شوند و پژوهشگران بسیاری از رشته های کشاورزی, علوم، اقتصاد، فنی و مهندسی در این زمینه مشغول به تحقیق هستند. در این پایان نامه ما ابتدا به تشریح شبکه های عصبی زیستی پرداخته و در فصل بعد شبکه های عصبی مصنوعی را تشریح می کنیم و در فصل سوّم با فضای کوانتومی و امکانات و آمادگی های این فضا برای بیان شبکه ی عصبی کوانتومی آشنا می شویم، در پایان به سراغ شبکه ی عصبی کوانتومی رفته و با تشریح نحوه ی کارکرد آن به سراغ آموزش شبکه عصبی توسط الگوریتم گراور می رویم، که یکی از اصلی ترین بخش های کلیّه شبکه های عصبی است، و بهره وری هر شبکه از کارکرد مناسب الگوریتم های آموزشی آن مشخص می شود. در پایان تاثیر درهم تنیدگی رابر ورودی های شبکه ی عصبی کوانتومی و بر روند آموزش شبکه ی عصبی کوانتومی را بررسی می کنیم.

گذار بی دررو تحریکی رامان یا استیرپ یکی از روش های ساده و موثر برای انتقال جمعیت در سیستم های کوانتومی سه ترازی -گونه می باشد. در این روش، انتقال جمعیت به طور بی دررو از تراز جمعیت دار اولیه به تراز هدف، بدون جمعیت دار شدن تراز میانی، با استفاده از ترتیب پالسی غیر شهودی و شرط تشدید دوفوتونی ، رخ می دهد. استیرپ کسری ، نوعی استیرپ است که امکان ایجاد هر گونه بر هم نهی همدوس دلخواه از دو حالت زمینه را در یک سیستم -گونه فراهم می کند. روش استیرپ سه پایه ، بسطی از استیرپ است که ایجاد یک بر هم نهی همدوس از حالت های زمینه را ممکن می سازد. در این پایان نامه انتقال کنترل شده جمعیت حالت های هسته ای با استفاده از پالس های لیزری پرتو ایکس با روش گذار بی در رو(ی) تحریکی رامان که یکی از تکنیک های مورد استفاده در اپتیک کوانتومی برای انتقال همدوس جمعیت است، و تکنیک پالس در سیستم-های سه ترازی هسته ای بررسی خواهد شد. در اینجا شرایط انتقال کامل جمعیت از یک تراز ابتدایی به تراز نهایی، بدون جمعیت دار کردن ترازهای میانی مورد مطالعه قرار می گیرد. برای این کار از دو پالس لیزری پرتو ایکس استفاده می شود و بهینه سازی فرآیند انتقال جمعیت به روش محاسباتی انجام خواهد شد. در این پایان نامه برای بررسی دینامیک تحول زمانی سیستم و همچنین اثرات ناهمدوسی از معادله ماتریس چگالی استفاده خواهد شد.

مهندسی حالتهای کوانتومی به معنی کنترل همدوس دینامیک سیستم برای ایجاد یک بر هم نهی اختیاری از حالت¬های نهایی است که کاربرد فراوانی در نظریه اطلاعات کوانتومی دارد. در این پایان نامه، ابتدا مفاهیم پایه معرفی شده و سپس روشهای مختلف انتقال جمعیت شامل گذار بی دررو تحریکی رامان، روش تنظیم مساحت پالس و همچنین روش زنجیره پالسهای همپوشان مطالعه می¬شود. همچنین توصیف مختصری از روش تبدیلات موریس- شور که یک روش بسیار موثر و متداول برای ساده کردن هامیلتونی سیستمهای پیچیده کوانتومی به شمار می¬رود، ارائه می¬گردد. در ادامه، روش گذار بی دررو تحریکی رامان در سیستم اتم- کاواک معرفی شده و اثر گسیل خود به خودی و اتلاف کاواک در این سیستم بررسی می¬شود. با حل عددی معادله لیوویل، نشان می¬دهیم که این سیستم نسبت به اثر اتلاف کاواک بسیار حساستر از اثر گسیل خود به خودی می¬باشد. به منظور به کارگیری روش گذار بی دررو تحریکی رامان در مهندسی حالتهای کوانتومی، روش گذار بی دررو تحریکی رامان در سیستمهای - پایه وقتی که پالس لیزری که به حالت اولیه جفت نشده¬اند، دارای شکل یکسانی باشند، بررسی می¬شود. نشان داده می¬شود که با انتخاب پالسهای زمانی مناسب، جمعیت از یک حالت منفرد اولیه به یک برهم نهی همدوس اختیاری از چند حالت زمینه منتقل خواهد شد. در این وضعیت، سیستم -پایه همانند سیستم سه-پایه دارای یک فاز هندسی خواهد بود. در فصل بعد، دو طرحواره نسبتا زورمند برای ایجاد حالت برای سه یون یا در حالت کلی یون پیشنهاد می¬شود. در طراحواره اول برای ایجاد حالت از روش گذار بی دررو کسری و در طرحواره دوم از روش تنظیم مساحت پالس ( - پالس) استفاده خواهد شد. همچنین با حل عددی معادله لیوویل به بررسی اثر کانالهای ناهمدوسی که در اثر نوسان پالس لیزری و همچنین اتلاف مد فونون به وجود می¬آیند، خواهیم پرداخت. به منظور به کارگیری روش پالسهای همپوشان زنجیره¬ای در مهندسی حالتهای کوانتومی یک روش حل دقیق برای ایجاد برهم نهی حالتهای زمینه در سیستمهای چند لامبدایی ارائه شده و نشان داده می¬شود که یک سیستم چند لامبدایی که از تراز زمینه، تراز تحریکی و یک حالت منفرد اولیه تشکیل شده است، با استفاده از تبدیلات موریس- شور به یک سیستم سه ترازی تقلیل پیدا می¬کند و با استفاده از زنجیره¬ای از پالسهای همپوشان، یک برهم نهی از حالتهای زمینه را می¬توان ایجاد کرد. همچنین این روش را در سیستمهای - پایه استفاده خواهیم کرد و نشان خواهیم داد که این سیستم با استفاده از یک تبدیل موریس- شور مناسب می¬تواند به یک سیستم سه ترازی شامل یک برهم نهی از حالت اولیه، تراز تحریکی و برهم نهی از حالت باقیمانده، تقلیل پیدا کند و سیستم تقلیل یافته می¬تواند برای ایجاد برهم نهی حالتهای زمینه در سیستمهای -پایه با استفاده از زنجیره پالسهای همپوشان به کار گرفته ¬شود. در نهایت روش زنجیره پالسهای همپوشان برای ایجاد درگاه¬های کوانتومی مرتبه در سیستمهای -پایه استفاده می¬شود. در این فرآیند، از عملگرهای انعکاس کوانتومی برای ایجاد درگاه¬های کوانتومی استفاده می¬شود طوریکه هر عملگر انعکاس کوانتومی با استفاده از زنجیره از پالسهای همپوشان ایجاد می¬شود.

در نظریه اطلاعات کوانتومی انتقال اطلاعات و ذخیره اطلاعات کوانتومی خیلی ضروری می باشد. نظریه اطلاعات کوانتومی امکان ارسال اطلاعات با استفاده از سیستم های کوانتومی را فراهم می کند. امروزه روش های مختلفی برای ایجاد ارتباطات کوانتومی و انتقال اطلاعات کوانتومی وجود دارد. تبدیل فوریه یک بخش مهمی در فاکتورگیری کوانتومی، تخمین فاز کلی، جست وجوی کوانتومی و سایر الگوریتم های کوانتومی می باشد. ایجاد تبدیل فوریه کوانتومی با روش گذار بی دررو یکی از روش های انتقال اطلاعات کوانتومی از ترازهای پایه یک سیستم -پایه می باشد. طوریکه تبدیل فوریه کوانتومی اطلاعات را از یک برهم نهی از حالت های پایه اتمی به یک بر هم نهی دیگری منتقل می کند تا سرعت در محاسبات کوانتومی افزایش پیدا کند و بنابراین تبدیل فوریه یکی از روش های انتقال اطلاعات در سیستم های کوانتومی می باشد. در این پایان نامه، ابتدا یک سیستم -پایه ( -پایه تبهگن و یک تراز کمکی) به علاوه یک تراز بر انگیخته بالایی در نظر گرفته می شود. با ایجاد تبدیل فوریه کوانتومی، ابتدا اطلاعات از یک برهم نهی اختیاری از -پایه زمینه که نامیده می شود، بدون جمعیت دار شدن تراز برانگیخته بالایی ، به تراز کمکی منتقل می شود و در هنگام برگشت جمعیت از تراز کمکی به تراز همراه با یک فاز اضافی می باشد( ). در نهایت یک شبیه سازی از این گونه سیستم ها که دارای هفت پایه با شش تراز زمینه و یک تراز کمکی همراه با یک تراز برانگیخته بالایی است، پرداخته می شود.

گذار بی¬دررو تحریکی رامان (استیرپ )، یکی از روش¬های ساده و موثر برای انتقال جمعیت در سیستم¬های کوانتومی سه ترازی - گونه می¬باشد. در این روش، انتقال جمعیت از تراز اول به تراز سوم، بدون جمعیت دار شدن تراز میانی، با استفاده از ترتیب پالسی غیر شهودی رخ می¬دهد. استیرپ کسری ، نوعی از استیرپ است که امکان ایجاد هر گونه بر هم¬نهی همدوس دلخواه از دو حالت زمینه را در یک سیستم - گونه فراهم می¬کند. روش استیرپ سه پایه ، بسطی از استیرپ است که ایجاد یک بر هم¬نهی همدوس از حالت¬های زمینه را ممکن می¬سازد. در این پروژه، روش گذار بی¬دررو تحریکی رامان در سیستم¬های سه ترازی با استفاده از پالس¬های ترکیبی بررسی خواهد شد. برای انتقال کامل جمعیت از ترتیب جفت پالس¬های تاخیری با فازهای کلی مناسب استفاده خواهد شد. نشان داده خواهد شد که انتقال کامل جمعیت در سیستم¬های سه ترازی با وفاداری بالا برای مساحت پالس کم با استفاده از این روش امکان پذیر است و همین طور میزان وفاداری حالت نهایی برای گذار بی¬دررو عادی و گذار بی¬دررو ترکیبی مقایسه می¬شود.

تئوری مکانیک کوانتومی در طول دهه اول قرن بیستم به وسیله جمعی از بزرگترین فیزیکدانان معاصر جمع بندی شد. این تئوری جدید باعث پیش بینی های قوی و غیرشهودی مانند رفتار موج-ذره ای ذرات و درهم تنیدگی کوانتومی شده است. یکی از شاخه های مکانیک کوانتومی، اپتیک کوانتومی است که به طور عمده شامل بررسی اندرکنش اتم با میدان کلاسیکی و کوانتومی می باشد. دامنه اپتیک کوانتومی هر روز وسیع تر می شود و به خصوص در دهه های اخیر به صورت قابل ملاحظه ای گسترش یافته است. از طرفی، می توان از تجربیات به دست آمده در اپتیک کوانتومی در توسعه کاربردی تئوری اطلاعات کوانتومی و طراحی مدارهای کوانتومی استفاده کرد. در این پایان نامه، ابتدا سیستم اتم-کاواک-فیبر معرفی می شود و حالت های اتم را به عنوان حالت های کوانتومی در نظر می گیریم. گونه می باشد. در این روش گذار بی دررو یکی از مهمترین و در عین حال ساده ترین روش های انتقال اتمی در سیستم اتم در انتقال جمعیت از حالت اول به حالت نهایی بدون جمعیت دار شدن حالت های میانی و با استفاده از ترتیب پالس ها به صورت غیرشهودی انجام می شود. در این پایان نامه از روش گذار بی دررو تحریکی رامان برای ایجاد سه طرحواره کاربردی در تئوری محاسبات و اطلاعات کوانتومی در سیستم اتم-کاواک-فیبر استفاده شده است. ایجاد حالت های درهم تنیده و درگاه های کوانتومی به کمک قوانین اپتیک کوانتومی برای کاربردی کردن تئوری محاسبات و اطلاعات کوانتومی، یکی از موضوعات مهم و مورد توجه است که راهبردی قدرتمند برای رسیدن به کامپیوترهای کوانتومی دارد. این پایان نامه شامل پنج فصل می باشد که در فصل اول به شرح مفاهیم اولیه پرداخته شده است. کوانتش میدان، مدل جینز-کامینگز، کاواک اپتیکی و مقدمه ای مختصر از محاسبات کوانتومی از موضوعات بحث شده در فصل اول می باشند. در فصل دوم، گذار بی دررو مورد بررسی قرار گرفته و روشی برای رسیدن به حد بی دررو برای دو سیستم مختلف فیزیکی ارائه شده است و در آخر فصل به گذار بی درروی رامان، محدوده ی تاخیر زمانی پالس ها برای گذار بی دررو و بررسی اثرات اتلاف در یک سیستم باز پرداخته شده است. در مورد درهم تنیدگی سه جزئی و به طور کلی n-جزئی، دو دسته حالت درهم تنیده بیشینهghz وw وجود دارد]16-17[. حالت هایghz به طور ویژه در پیدایش تئوری اندازه گیری در مکانیک کوانتومی و ارتباطات از راه دور کوانتومی، اسپکتروسکوپی دقیق و قراردادهای تصحیح خطا نقش موثری دارند. بنابراین در سال های اخیر ایجاد حالت های ghz مورد توجه قرار گرفته اند. در این مقاله سه اتم پنج ترازی را به طور مجزا در سه کاواک که توسط دو فیبر با هم در ارتباط هستند، در نظر گرفته و از سیستم برهم کنش اتم با میدان استفاده خواهیم کرد. برای این کار از روش گذار بی دررو در داخل کاواک qed که توسط پارکینز معرفی شده است، استفاده میکنیم]18[، به طوریکه پالسهای استوکس به وسیله ی یک مد کاواک با کیفیت بالا جایگزین میشوند. با استفاده از روش گذار بی دررو و بررسی تحول زمانی حالتهای تاریک سیستم در n مرحله، طرحواره جدیدی برای ایجاد حالت درهم تنیده در n اتم ارائه شده است. در تئوری اطلاعات کوانتومی، الگوریتم ها با ترکیب عملگر درگاه های کوانتومی در یک مدار کوانتومی تشکیل میشوند. امروزه اغلب از درگاه های تک کیوبیتی و دوکیوبیتی استفاده میشود[23]، در حالیکه برخی از عملگرها که شامل یک گروه فراگیر برای محاسبات کوانتومی میشوند، شامل درگاههای بیش از دو کیوبیت میشوند و یک عملگر سه کیوبیتی میتواند جایگزین بخشهای پیچیده ای از درگاههای دو کیوبیتی شود که باعث اجرای سریعتر با وفاداری بیشتر میشود. درگاه توفولی، یکی از مهمترین درگاه های سه کیوبیتی است که در بخش 1-5-3 معرفی شد. این درگاه برای اولین بار به وسیله ی توماس توفولی به عنوان یک درگاه منطقی که مجموعه ای فراگیر را تشکیل میدهد، معرفی شد[25]. در این بخش روشی را برای ایجاد درگاه سه کیوبیتی توفولی به وسیله ی گذار بی دررو در سیستم اتم-کاواک-فیبر پیشنهاد داده ایم. همچنین در طرح آخر روشی تک مرحله ای برای ایجاد درگاه کنترل فاز دوکیوبیتی پیشنهاد شده است و در پایان به بررسی اثرات ناهمدوسی در یک سیستم باز برای این طرحواره پرداخته ایم.

درهم تنیدگی کوانتومی یکی از جالب ترین و مهم ترین جنبه های غیر کلاسیک مکانیک کوانتومی است و اساس نظریه اطلاعات کوانتومی را تشکیل می دهد و در پردازش اطلاعات کوانتومی نظیر رمز نگاری کوانتومی و فرابرد کوانتومی مورد استفاده قرار می گیرد. ایجاد حالت های درهم تنیده کوانتومی از طریق گذار تحریکی بی دررو رامان (استیرپ ) که یکی از روش های ساده و موثر در اپتیک کوانتومی برای انتقال جمعیت در سیستم های سه ترازی ? گونه می باشد، امکان پذیر است. در این روش، انتقال جمعیت از تراز اول به تراز سوم، بدون جمعیت دار شدن تراز میانی، با استفاده از پالس های غیر شهودی و تشدید دو فوتونی رخ می دهد. در این پایان نامه، ابتدا روش استیرپ و استیرپ کسری در سیستم های سه ترازی ? گونه و روش استیرپ سه پایه در سیستم های چهار ترازی و نحوه انتقال جمعیت در آنها بررسی می شود. به همین منظور، شرایط انتقال جمعیت (بدون جمعیت دار کردن تراز میانی) از تراز اولیه به تراز نهایی در استیرپ و انتقال جمعیت از تراز اولیه به برهم نهی از حالت های زمینه در استیرپ کسری مورد توجه قرار گرفته است. سپس اهمیت درهم تنیدگی و معیارهای درهم تنیدگی سیستم های کوانتومی دو کیوبیتی شرح داده می شود. در نهایت بر اساس استیرپ و استیرپ کسری طرح هایی برای ایجاد انواع حالت های درهم تنیده سه جزئی ghz وw در سیستم اتم-کاواک-فیبر به روش گذار بی دررو مورد بررسی کامل قرار می گیرد و وفاداری حالت نهایی و عوامل موثر بر ناهمدوسی سیستم با تحلیل نموداری مطالعه می شود. در طراحی شبکه های کوانتومی از کاواک و اتم ها برای ذخیره اطلاعات و از فیبر برای انتقال اطلاعات استفاده می شود.

در این پایان نامه، تکنیک پالسهای همپوشان برای انتقال کامل و کسری جمعیت بین ترازهای <1| و <3| در سیستمهای سه ترازی کوانتومی مطالعه شده است. در این روش، جمعیت به صورت کامل و کسری از تراز <1| به تراز <3| با استفاده از زنجیره n تایی از جفت پالسهای همپوشان منتقل میشود. در روش جفت پالسهای همپوشان، بر خلاف روش تنظیم مساحت پالس، تراز تحریکی جمعیت دار نمیشود. همچنین این روش نسبت به تکنیکهای انتقال جمعیت با روش گذار بی دررو ( همانند گذار بی دررو گام به گام) که انتقال جمعیت به صورت تدریجی صورت میگیرد، متفاوت بوده و در روش جفت پالسهای همپوشان انتقال جمعیت به صورت سریع انجام میشود. قابل توجه است، که در روش پالسهای همپوشان، علی رغم اینکه پالسها در حالت تشدید کامل با ترازهای اتمی قرار دارند، با استفاده از تعداد کمی از زنجیره پالسها، جمعیت تراز تحریکی از بین میرود. نشان میدهیم که در روش انتقال کسری جمعیت با استفاده از زنجیره پالسهای همپوشان، برای از بین بردن جمعیت تراز تحریکی به تعداد پالسهای کمتری نسبت به انتقال کامل جمعیت در سیستمهای سه ترازی نیاز است. با توجه به اینکه پالسها در حالت تشدید کامل در نظر گرفته میشوند، بنابراین نوع پالسهای به کار گرفته شده مهم نبوده و از پالسهای لیزری مختلف میتوان در این روش استفاده کرد. همچنین بر خلاف روش گذار بی دررو که یک روش تقریبی است، روش پالسهای همپوشان یک روش دقیق میباشد.

اگسیلنز یک عدسی پراشی ترکیبی است که دارای عمق کانونی است.

چکیده ندارد.

چکیده ندارد.

چکیده ندارد.

چکیده ندارد.

چکیده ندارد.

چکیده ندارد.