الف – پرداخت وجه بحساب وب سایت ایران ترجمه(شماره حساب)ب- اطلاع جزئیات به ایمیل irantarjomeh@gmail.comشامل: مبلغ پرداختی – شماره فیش / ارجاع و تاریخ پرداخت – مقاله مورد نظر --مقالات آماده سفارش داده شده پس از تایید به ایمیل شما ارسال خواهند شد.
قیمت
قیمت این مقاله: 38000 تومان
(ایران ترجمه - Irantarjomeh)
توضیح
بخش زیادی از این مقاله بصورت رایگان ذیلا قابل مطالعه می باشد.
شماره
۲۲
کد مقاله
PHY22
مترجم
گروه مترجمین ایران ترجمه – irantarjomeh
نام فارسی
یک راه ممکن برای نوشتن اطلاعات در کامپیوتر کوانتومی
نام انگلیسی
One Possible Way of Information Writing to Quantum Computer Device
Quantum bits, aza-fullerene, writting, chemical shift
مرجع به فارسی
انستیتو قیزیک و تجوم دانشگاه ویلنیوس
مرجع به انگلیسی
Institute of Theoretical Physics and Astronomy Vilnius University
کشور
یک راه ممکن برای نوشتن اطلاعات در کامپیوتر کوانتومی
چکیده
پژوهشهای کوانتم مکانیکی بر روی مولکولهای PyO و آزا ـ فولرن انجام گرفته است. بررسی طیفهای NMR خطوط طیفی را بخوبی نشان داده که به ما اجازه میدهد تا آزاـ فولرن با ترکیبات اضافی به عنوان مشتقهای تولید کننده ۱۴ کیوبیت کامپیوتر کوانتومیNMR پذیرفته شود. خواص مولکول PyO همانگونه ارائه میگردد که برای نوشتن داده‌های کوانتومی بکاربرده میشود.
محاسبات کوانتومی نوید فوقالعادهای برای حل مسائل ریاضی و فیزیکی را ارائه میدهند که به سادگی فراتر از توانایی کامپیوتر کلاسیک میباشد. بنابراین پژوهش در زمینه فوق به سرعت در حال گسترش میباشد. با این وجود درک تجربی کامپیوتر کوانتومی بواسطه دستکاری و اندازهگیری حالت یک مجموعه از سیستمهای کوانتومی مزدوج، پیچیدهتر از مولکولها میباشد. موفقیتهای قابل ملاحظهای با سنتز مولکولهای مناسب و رشد تکنیکهای جدید بسیاری برای ارزشدهی آغازین، کنترل همدوس و بازخوانی حالت اسپینهای هستهای چند قطبی جفت شده امکانپذیر شده است.
محاسبات کوانتومی‌رزونانس مغناطیسی هسته (NMR) عرصه مفیدی است که یک قابلیت افزایش یافته برای کنترل کوانتومی بر روی سیستمهای مولکولی گسترش یافته و نمایش داده میباشد [۲] . مبنا بر استفاده از تعداد مولکولهای منفرد (کامپیوترهای کوانتومی) با اسپینهای هسته نابرابر (کیوبیتها)، میباشد. برای کیوبیت اسپین هسته گیتهایی به وسیله میدانهای مغناطیسی محلی یا به وسیله میزان سازی الکتریکی یک اسپین در رزونانس با یک میدان نوسان کننده، تحقق مییابد. میدانهای محلی متفاوت اسپینها یک جابجایی شیمیایی در فرکانس رزونانس القاء میکند که اجازه میدهد این اسپینها به صورت منفرد آدرس دهی شوند. با استفاده از تعداد زیادی مولکولهای یکسان شدت سیگنال افزایش مییابد و مقدار مفیدی میشود. از طریق کار ترکیبی سنتزی، آنالیتیک و اسپکتروسکپی یک کامپیوتر کوانتم ۵ـ بیتی ساخته شد و نشان داده شد تا انطباق، تداخل کوانتومی‌و تبدیلهای واحد پیاده سازی گردد. R. Laflamme و دیگران چگونگی تحقق یافتن کیوبیتها و کنترل آنها را با پالس rf، برهم کنشهای درونی و میدانهای گرادیان را توصیف کردهاند [۳].
کامپیوتر کوانتومی نوشتن اطلاعات
۲- ایده نوشتن اطلاعات در کامپیوتر کوانتومی
برای دستیابی به اطلاعات جابجایی شیمیایی بر روی یک مولکول منزوی، پژوهشهای کوانتم شیمیایی محاسبات آغازین تئوری دانسیته تابعی (DFT) با بهینه سازی هندسی Berny بکاربرده شدند [۱۰,۱۱]. بهینه سازی کامل هندسی در حالت پایه با استفاده از DFT در چهارچوب روش هیبرید سه پارامتر Beeke و مدل (B3PW91) مدل تابع ارتباط گرادیان تصحیح شده در مبنای مجموعههای ۶-۳۱G با استفاده از نرم افزار گوسین ۹۸ نگارش A.7 انجام گرفت. سپس روش فوق برای دستیابی به تانسور حفاظت مغناطیسی محاسبه شده به وسیله روش اوربیتال اتمی‌مستقل از گیج (۱۴) بکار برده شد. برای انجام محاسبات در حضور یک حلال ما مدل پیوسته قطبش (کرههای متداخل) توماس و همکاران را با استفاده از مدل فرمالیسم معادله صحیح بکار بردیم. بدون وارد شدن در جزئیات نظری و رسمی‌در اینجا اصل، نوشتن اطلاعات در کامپیوتر کوانتومی‌میباشد. برای سادهسازی بحث ما به طور اختصار ایدهمان را معرفی میکنیم.
معلوم است که محاسبات کوانتومی، وجود سیستمهای فیزیکی را فرض میکند که میتواند به وسیله تنظیم پارامترهای هامیلتونی سیستم کنترل گردد. در بیشتر بحثها این سیستم فیزیکی همراه با گیتها بعنوان مدل چکیده محاسبات کوانتومی‌گرفته میشود. ماتریس پائولی استاندارد به عنوان یک مبنای عملگر و بالاوندها بر روی اپراتور، اشاره به هستهای که اپراتور بر روی آن عمل میکند، دارد. کنترل کیوبیتها به وسیله اعمال هامیلتونی که بر روی یک یا دو کیو بیت عمل میکند، حاصل میشود. نخست حالت آغازی بدست میآید که از نظر فیزیکی به معنی اینست که همه اسپینها به سمت یک موقعیت جهت گرفتهاند. بعد یک رشته از گیتهای کوانتومی‌استفاده میگردد. و ویژگی نهایی مدل محاسبه، وسیلهی خاص برای استخراج اطلاعات بعد از بکار بردن یک سری اپراسیونها روی حالت اولیه، میباشد. در مدل استاندارد یک اندازهگیری تصویری بکاربرده میشود. اجازه دهید فرض کنیم که سیستمی‌که شامل مولکولهای آلی از نظر مغناطیسی فعال باشد (کیوبیتها)، و جابجایی شیمیایی چندین تا از آنها میتواند به یک طریقی به طور محسوس تعویض شود، ارائه گردد. حالت کوانتومی‌ابتدایی (۰)Ψ میباشد. زمانیکه این محاسبات انجام میگیرد باید بعد از یک سلسله عملیات که بر روی این حالت ابتدایی انجام میگیرد، اطلاعات استخراج گردد. در هر صورت طیف بدست آمده بعد از رمزگشایی باید دارای پیکهایی باشد که معمولاً داری شدت یکسانی با پیک متناظر در طیف مرجع باشد. اجازه دهید تصور کنیم که حالت کوانتومی‌ابتدایی اندکی مختل شود. یعنی جهت اسپینهای هستهای که نشاندهنده کیوبیتها هستند، تعویض گردد.
…
کامپیوتر کوانتومی نوشتن اطلاعات
۳- بحث و نتایج
قبل از اینکه بیشتر پیش برویم اجازه دهید مطالعه مولکول پیریدین ـ N ـ اکسید (PyO) و کمپلکس آن با HCl که میتواند نقش مهمی‌در نوشتن کوانتومی‌اطلاعات ایفا کند را معرفی نماییم. اجازه دهید نگاه دقیقتری به خواص اصلی ترکیب فوق که میتواند برای نوشتن اطلاعات در کامپیوتر کوانتومی‌پذیرفته شود، داشته باشیم. بنابراین جابجایی شیمیایی اتمهای مولکول PyO هم به صورت تئوری و تجربی (۱H, 13C, 17O NMR) بررسی گردید [۱۷]. ساختار تئوری بدست آمده برای ترکیب PyO+HCl در شکل ۱ نشان داده شده است، در حالیکه مهمترین نتایج این بررسی در جدول ۱ ارائه شده است.
اولاً این عدم تطابق بین نتایج اصلی تئوری و تجربی واضح است، زیرا مقدار جابجایی شیمیایی اتم کربن C4 کوچکتر از مقدار جابجایی شیمیایی اتمهای کربن C3 و C5 میباشد. مسلماً این عدم تطابق خیلی کوچک بوده و به عنوان اثر حلال توجیه میگردد. علاوه بر این از جدول ۱ معلوم است که اختلاف جابجایی شیمیایی که نشاندهنده کشیدن آنهاست، به اندازه کافی منطبق میباشد. بنابراین این اختلاف به عنوان نتیجه اصلی برای مقایسه میتواند پذیرفته شود. قابل توجه است که وجود HCl منجر به کشیدن شدید جابجایی شیمیایی اتمهای کربن C4 و O در مولکول PyO میشود. این نشان دهنده این است که خاصیت این اتمها میتواند برای نوشتن اطلاعات استفاده شود و برای ساختن گیتهای منطقی مغناطیسی پذیرفته شوند. مسلماً این عدم انطباق بین نتایج تجربی و تئوری به ما اجازه نمیدهد که مطمئن باشیم که نتایج تئوری به اندازه کافی صحیح باشند. تحت این شرایط بررسیهای کوانتم شیمیایی PyO و PyO+HCl با وجود یک حلال با بکاربردن مدل پیوستار قطبی شده (کره های متداخل) توماسی و همکاران با استفاده از مدل فرمالیسم معادله انتگرال انجام گرفتند. نتایج بدست آمده در جدول ۲ نشان داده شده است. بدون تردید نتایج اصلی که از طریق تئوری بدست میآید با وجود یک حلال مطابق با نتایجی است که با اندازهگیری تجربی بدست میآید. ضمناً مشخص است که تغییر جابجایی شیمیایی کربن C4 و O در مقایسه با جابجایی شیمیایی سایر هستههای کربن و N و H بسیار قوی میباشد. بنابراین میدان مغناطیسی ایجاد شده به وسیله هستههای فوق باید به طور قوی به اندازه کافی تغییر کند، چیزی که منجر به کشیدن جابجایی شیمیایی هستههای مجاور سایر مولکولهای شامل سیستم میشود. علاوه بر این هم نتایج تئوری و هم نتایج عملی اثبات میکند که انتقال پروتون در حلال اتفاق میافتد، که همچنین میتواند اثر بر روی محیط محلی اسپینها داشته باشد. به طور خلاصه نتیجه این است که این مولکول با جابجایی شیمیایی قابل تعویض وجود دارد.
…
کامپیوتر کوانتومی نوشتن اطلاعات
۴- نتیجه گیری
بررسیهای کوانتم شیمیایی سیستم PyO و PyO+HCl نشان میدهد که جابجایی شیمیایی کربن C4 و O در مقایسه با جابجایی شیمیایی سایر هستههای کربن بسیار قوی میباشد. با نظر به اینکه اتمهای فوق بر خلاف حساسیت و فعالیت آنها در طیفهای NMR، نمیتوانند برای محاسبه کوانتومی‌پذیرفته شوند، زیرا ایزوتوپهای آنها به ندرت به دست میآیند. بنابراین اندازهگیری طیفهای اتمهای C و O دشوار میباشد. با این وجود کشیدن جابجایی شیمیایی اتمهای فوق در مولکول PyO متفاوت و در همراه با HCl. این اختلاف میتواند برای نوشتن اطلاعات در کامپیوتر کوانتومی‌استفاده شود.
از سوی دیگر نتایج بررسیهای ما ثابت میکند که ترکیب آزا فولرن قادر به تولید ۱۴ کیوبیت میباشد اگر جابجایی شیمیایی اتمهای N اندازهگیری شود ۵ کیوبیت اضافی زمانی که جابجایی شیمیایی اتمهای هیدروژن بررسی گردد.
نظر اجمالی به وسیله خلاصهای از بررسی نتایج کمپلکسهای آزا فولرن با PyO بدست میآید. که در مولکول آزا فولرن با PyO مقادیر جابجایی شیمیایی اتمهای N و H به طور قابل ملاحظهای تغییر نمیکنند در حالیکه وجود مولکول HCl منجر به کشیدن جابجایی شیمیایی اتمهای N1، N9 و H71 تقریباً به میزان ppm 5 میشود. این کشیدن جابجایی شیمیایی میتواند برای نوشتن اطلاعات استفاده شود. این بررسیها ثابت میکند که در کمپلکسهای توصیف شده جابجایی شیمیایی اتم N مولکول PyO بسیار بزرگتر از مولکول آزا فولرن میباشد. بنابراین مولکول PyO میتواند بعنوان یک کامپیوتر کوانتومی یک کیوبیتی فراهم آورنده اطلاعات پذیرفته شود.
لطفا به جای کپی مقالات با خرید آنها به قیمتی بسیار متناسب مشخص شده ما را در ارانه هر چه بیشتر مقالات و مضامین ترجمه شده علمی و بهبود محتویات سایت ایران ترجمه یاری دهید.
