Teleportation

کوانتومی واندازه گیری حاالت بل

سمینار روش های اندازه گیری کوانتومی

فهرست

چشم انداز آینده

کاربردها و پیشرفتهای اخیر

تحقق آزمایشگاهی و چیدمان اپتیکی

Teleportationتئوری

کوانتومی Teleportationمقدمه ای بر

2

مقدمه

Teleportationد به معنای ناپدید شدن چیزی یا حالتی و ظهور مجدد آن بمحض ناپدیض

. شدن در مکانی دیگر می باشد

Bennetو همکارانش پیشنهاد کردند کدا ااکدان انل دال اودن کمانلدمار ده ذر دا ذر

کمانلدمار فتلدا ادر دمد و در ا دق انل دال هدی Teleportationد گر وجمد دارد کدا دا

.فمنا اطالعاتر در امرد االت کمانلمار سن آ

3

مقدمه

•

Charles H. Bennett, Giles Brassard,

Claude Crepeau, Richard Jozsa, Asher

Peres, and William Wootters, “Teleporting

an Unknown Quantum State via Dual

Classical and Einstein-Podolsky-Rosen

Channels”, Phys. Rev. Lett. 70, 1895-1899

(1993) [1385 citations].

Original Proposal

تولید سه بیت کوانتومی با مشخصات همدوسی خوب-

2و 1اندازه گیری حاالت بل بر روی بیتهای کوانتومی -

ی حاالت بلانجام عملیات بر روی کوانتوم بیت سومی متناسب با نتیجه اندازه گیری کوانتوم-

دستیابی به جانشینی از کوانتوم بیت اول -

دستیابی به یک کامپیوتر سه کوانتوم بیتی

:آنچه که باید انجام داد

4

د الگوریتم مراحل فراین

5

Teleportation

Alice Bob

6

TeleportationAlice Bob

00 11

2

7

Teleportation

Alice Bob

01 01

8

Teleportation تئوری

Alice Bob

00 11

2

0 1

00 11

0 12

000 011 100 111

2

00 11 00 111 100

2 2 2 2

01 10 01 101 101

2 2 2 2

01 10 01 101 110

2 2 2 2

00 11 00 111 111

2 2 2 2

9

00 1110 1

2 2

00 1110 1

2 2

01 1011 0

2 2

01 1011 0

2 2

Teleportation تئوری

Alice Bob

01 0 1Z

0 1X

0 1ZX

0 1I

10

تحقق آزمایشگاهی و چیدمان اپتیکی

:متشکل از

واحد تولید پرتوفرودی

واحد تولید جفتفوتون درهم تنیده

EPR

واحد اندازه گیریحالت بل

واحد انجام عملیات ودستیابی به حالت

اولیه

11

واحد اندازه گیری حاالت بل

اولینType I SFG : تبدیل دو پرتو

یقطبیده عمودی به یک پرتو قطبیده افق

دومینType I SFG : تبدیل دو پرتو

یقطبیده افقی به یک پرتو قطبیده عمود

شکافنده پرتو دو رنگی

(Dichroic beam splitter)

45پرژکتور قطبنده

آشکارسازهای تک فوتون

12

واحد اندازه گیری حاالت بل

اولینType II SFG : تبدیل دو پرتو

ک قطبیده به ترتیب افقی وعمودی به ی

رپرتو قطبیده افقی با فرکانس باالت

دومینType II SFG : تبدیل دو پرتو

ک قطبیده به ترتیب عمودی و افقی به ی

رپرتو قطبیده عمودی با فرکانس باالت

45پرژکتور قطبنده

آشکارسازهای تک فوتون

13

تست تمایز بین حالتهای مختلف بل

که در جلوی آشکارساز A3با چرخش زاویه آناالیزر

.ودباب قرار گرفته است، نرخ انطباق اندازه گیری می ش

14

واحد تولید جفت پرتو درهم تنیده

15

تولید حالت های درهم تنیده در فرایندSpontaneous Parametric down-conversion

اپتیک غیرخطی در کریستال•

با دو قطبش متفاوت2و 1تولید فوتون های درهم تنیده پالسی •

.پایستگی انرژی و ممنتوم نشان داده شده است. در این فرایند دو پرتو از پالس پمپی تولید می شود

Pump

p

kp

k(1)

k(2)

p =

kp= k(1)+ k(2)

(2)

Ep

E1

E2

Ep= (2)E1.E2*

16

واحد تولید جفت پرتو درهم تنیده

دو واحد

Type I

SPDC

جبران

C-1کننده دشکافن

ه پرتو

دو رنگی

آینه چرخان

(Flipper

mirror)واحد اندازه گیری

EPRهمبستگی

17

A

B

HA

VB V

AH

B

درهم )حالت تبهگن

( تنیده

s=i

18

دهاندازه گیری همبستگی جفت پرتو درهم تنیده تولید ش

(a)زمانی بین دیتکدورهای -تداخل فضاییD2 وD3با ایجاد تاخیر پمپاژ

(b) تداخل قطبش وقتیA2 ثابت وA3 تغییر کند3بچرخد و زاویه پرتو .19

جبران سازها

امیله ضخیم کوارتز بمنظور جبران تاخیر زمان فوتون ه

م انحراف زاویه ای دو صفحه نازک کوارتز بمنظور تنظیفاز نسبی فوتون ها

20

کاربردها و پیشرفت های اخیر

از 10Kmتکنمومژی فیبر کنمنر نشان داد کا ار تمان دو فمتمن درهم تنی را تا •. ک گر ج ا نممد

ق اون تنها ا ادر ا نجا اولهای قطبی فمتمنر رای تح ق آزاا شگاهر کاررفن ااا •.ناح ود نمر مد و ار تمان فمتمن ها ر از اتمها ا فمتمن ها ر از منها را در نظر فرف

تح ق افظا های کمانلمار ا ذخیر اطالعات فمتمن های فرودی ر من های ا دام •افلاد و احافظن از احیط

و سپس آ کارسازی ( رای اخا رات)تموی رازهای کمانلمار احراانا و تمز ع آنها •.Teleportationپیغااها ا اسلتاد از فمتمن های درهم تنی و

•Teleportation کمانلمم یمومژ کر در امردTeleportation اون های انل ال انرژی یق ااکرو اموکمل ها و نمرون ها

•Teleportationه پرتم ویزر همرا سیگنال راد م ر جا داد در آن کا علیرغم . من تخر ب پرتم ویزری، سیگنال راد م ر و پیغااهای ک نگ در آن تخر ب نمر

تجمعر ااکروسکمپر از اتم ها اانن تجمعر از اتمهای Teleportationدرهم تنی فر و • ه نممنا فاز

With this application we are in heart of quantum information processing.

21

چشم انداز آینده

1

انتقااااااااااا ااااااااااا •ه کوانتومی یک ذره ب

ذره دیگاااااه ااااا اااااه ف صله د خوا ی

2

امکاا ا انتقاا اا • ااااااا یی اب ذرا بااااااا عماااه کو ااا ه اااهی ن مااا و داااون ه باااه

ر ه یستم یی پ ی ا

3

در اااااااااام یاااااااااا ی •Teleportation یاااااک

اااا داالاااای ا اااام باااا اطالعاااااااا ااااااااا ر ی هک آا م ن ا اناه ااااااهکتن ب اااااا بهای

ی باه می بسو د تی ب. مه اطالع یک ا م

4

ها افزاین عا اد فو ون•آی ه در م ی ه ب ذادت ال پشاا کهیساات اا ا

اا بن ه پاا ز یاازر باایا ف در ام یا ه و

تهاااااا ناااااا در م ن اااااا فو ونهاااا در اااام یاااا ه چه ر ااااا یی پاااااین باااااه

اب و و یا یزر ا یی.فو ونه در م ی ه

22

با تشکر از

توجه شما

23