وبینارهای تخصصی حوزه کوانتوم تکنولوژي

حالت های کنترل شده کوانتومی، می تواند به عنوان حسگرهای کوانتومی استفاده شوند. در این بین یکی از حسگرهای مورد علاقه حسگرهای مغناطیس سنج برپایه مراکز نیتروژن -تهی جای NV هستند. مراكز NV وقتی با نور سبز برانگيخته شوند، می توانند نور قرمز را تابش كنند، اما احتمال رخداد چنين پدیدهای، به حالات اسپينی الکترونهای آنها بستگی دارد. با قرار دادن حالات اسپينی در یك برهم نهی، فقط ریزموجهای (میکروموج های) با فركانس مناسب می توانند شدت تابش را تغيير دهند. مهمتر از همه، این حالت كوانتومی به لطف شبکه سخت الماس كه مراكز NV را از ارتعاشات می پوشاند، می تواند بيشتر از یك ميلی ثانيه در دمای اتاق دوام بياورد. در ميان تمام اسپين های حالت جامد، مراكز NV در الماس، بيشترین توجه را برای اهداف حسگری به سمت خود جلب كرده اند. این امر تا حدودی به دليل آشکارسازی نوری راحت در دمای اتاق و تا حدودی به دليل پایداری آنها در بلورهای بسيار كوچك و نانوساختارهاست.
در این ارائه نقاط عطف در تاریخ تحول و توسعه فناوری های رایانش کوانتومی و ارتباطات کوانتومی از پیدایش ایده گرفته تا پیاده سازی آزمایشگاهی، آزمون های میدانی و استفاده کاربردی معرفی می شوند.
مکانیک کوانتومی در سال 1900 با مطرح شدن خواص ذره‌ای تابش الکترومغناطیسی توسط دانشمند آلمانی ماکس پلانک آغاز گردید. در سال 1924، لویی دوبروی بیان کرد که در طبیعت تقارن وجود دارد و اگر تابش می‌تواند هم به عنوان ذره و هم به‌صورت موج رفتار کند، ماده نیز باید بتواند خواص موجی داشته باشد. پراش ذرات، اصل عدم قطعیت، تونل¬زنی کوانتومی، گسسته¬شدن ترازهای انرژی و برخی دیگر از پدیده های مکانیک کوانتومی نتیجه مستقیم خاصیت موجی ذرات است. در این ارائه مقدماتی، برخی از مفاهیم پایه مربوط مکانیک کوانتومی در مقام مقایسه با خواص موجی تابش الکترومغناطیسی به اختصار توضیح داده خواهد شد.
در این ارائه نقاط عطف در تاریخ تحول و توسعه فناوری های رایانش کوانتومی و ارتباطات کوانتومی از پیدایش ایده گرفته تا پیاده سازی آزمایشگاهی، آزمون های میدانی و استفاده کاربردی معرفی می شوند.
در این سخنرانی، به زمینه جذاب اپتومکانیک می‌پردازیم، جایی که فوتونها و فونونها با یکدیگر در برهمکنش هستند و زمینه ی بین‌رشته‌ای جذابی را ایجاد می‌کنند. در این راستا، به بیان سامانه‌‌‌های میکرونی یکپارچه منحصر به فرد فوتونیکی-فونونیکی برای مطالعه تعامل بین فوتون‌ها و فونون‌ها پرداخته خواهد شد. در مورد مکانیسم‌ تولید فونون‌ها در این بستره و مفهوم فونون‌ها به عنوان واحد پایه ارتعاشات مکانیکی در ساختار فوتونیکی اشاره می‌شود و در ادامه روش‌‌‌های آزمایشگاهی مختلف مطالعه فونون‌ها در سامانه‌‌‌های نانومقیاس بررسی خواهد شد.
در این سخنرانی، به زمینه جذاب اپتومکانیک می‌پردازیم، جایی که فوتونها و فونونها با یکدیگر در برهمکنش هستند و زمینه ی بین‌رشته‌ای جذابی را ایجاد می‌کنند. در این راستا، به بیان سامانه‌‌‌های میکرونی یکپارچه منحصر به فرد فوتونیکی-فونونیکی برای مطالعه تعامل بین فوتون‌ها و فونون‌ها پرداخته خواهد شد. در مورد مکانیسم‌ تولید فونون‌ها در این بستره و مفهوم فونون‌ها به عنوان واحد پایه ارتعاشات مکانیکی در ساختار فوتونیکی اشاره می‌شود و در ادامه روش‌‌‌های آزمایشگاهی مختلف مطالعه فونون‌ها در سامانه‌‌‌های نانومقیاس بررسی خواهد شد.
رادار کوانتومی، یک حوزه نوظهور در تلاقی مکانیک کوانتومی و فناوری رادار است که از پدیده ها و منابع کوانتومی در راستای تقویت قدرت تشخیص و ارتقای آشکارسازی استفاده می‌کند. با اصول موضوعه مکانیک کوانتومی می توان نشان داد که رادار کوانتومی نسبت به همتای کلاسیک خود دارای چندین مزیت عمده است که به مواردی مانند افزایش دقت، حساسیت آشکارسازی در محیط‌های نویزی و مقاومت در برابر مسدودکننده ها (جمینگ) اشاره کرد. در این ارائه، بعد از معرفی رادار کلاسیک و چالش های آن به معرفی پروتکل روشنایی کوانتومی (تک فوتونی- گاوسی)، نحوه پیاده‌سازی میکروموجی ، نحوه اندازه‌گیری و نحوه انتشار در محیط‌های نویزی خواهیم پرداخت. همچنین، مهمترین چالش‌ها و فرصت‌‌‌های این فناوری بیان خواهد شد.
در این سخنرانی ضمن مرور برهم کنش میدان کلاسیک با اتم های دو و سه ترازی در پیکربندی های مختلف، به بررسی پروتکل های مختلف جهت انتقال موثر جمعیت اتمی در اتمهای سه ترازه Λ- گونه می پردازیم. یکی از این پروتکل ها تحت عنوان پروتکل میان گذر بی دررو رامان است. در این روش یک هامیلتونی به هامیلتونی اصلی سیستم به گونه ای اضافه می گردد تا هامیلتونی کلی سیستم، در ویژه حالت های هامیلتونی اولیه باقی می ماند. هامیلتونی اضافه شده با سرکوب گذارهای غیر بی دررو، نقش مهمی جهت انتقال کامل جمعیت اتمی بازی می کند.

کیوبیت‌های ابررسانایی با مقیاس‌پذیری لیتوگرافی از نویدبخش‌ترین بسترهای ساخت کامپیوترهای کوانتومی به شمار می‌آیند. امکان مهندسی این کیوبیت ها با تغییر هندسه و توپولوژی مدارهای ابررسانایی، سهولت کنترل، خوانش و تنظیم‌پذیری آنها را توسط جریانها و ولتاژهای الکتریکی به ارمغان می آورد. در این ارائه بعد از مقدمات ضروری به معرفی پایه‌های معماری کامپیوترهای کوانتومی ابررسانایی، شامل معرفی کیوبیت بار، روش های اعمال گیت های تک کیوبیتی و دو کیوبیتی و خوانش آن می پردازیم. سپس به مهمترین چالش ها و فرصت های پیش روی این فناوری برای ساخت کامپیوترهای کوانتومی مقیاس پذیر خواهیم پرداخت.

توزیع کلید کوانتومی جهت برقراری ارتباط کاملا امن بین فرستنده و گیرنده استفاده می شود. هدف مشترک پروتکلهای مختلف دستیابی به نرخ کلید امن بالاتر در مسافت بیشتر است. به علت وجود افت در کانالهای ارتباطی و عدم امکان وجود تقویت کننده کامل کوانتومی این مسافت محدود میشود. در این صحبت سیر تحول پروتکلهای مختلف جهت غلبه بر این محدودیت بررسی شده و پروتکل های مستقل از وسیله اندازه گیری MDI و Twin Field که در حال حاضر بیشترین برد را دارد توضیح داده می شود.

نور پیوسته یا نور لیزر، نوری با طول موج تقریباً یکنواخت و شدت بالا است که از طریق پدیده برانگیختگی القایی در محیط‌های فعال نوری مانند لیزرها تولید می‌شود. برای تولید این نور، اتم‌ها و مولکول‌های ماده فعال به وسیله منبع انرژی خارجی مانند لامپ فلش برانگیخته و سپس فوتون‌های همدوس پرتوافکن می‌کنند. نور حاصل کاربردهای فراوانی در صنعت، پزشکی و ارتباطات دارد.

مطالعه همبستگی بین مجموعه‌های مختلف ذرات درهمتنیده منجر به توسعه نامساوی‌های بل شده است. این نامساوی‌ها با کمی کردن همبستگی‌های موجود، چارچوبی برای آزمایش مرزهای بین فیزیک کلاسیک و فیزیک کوانتومی فراهم می‌کنند. همبستگی‌هایی که منجر به نقض نامساوی‌های بل می‌شوند، وجود یک رفتار غیرمحلی را نشان می‌دهند و درک کلاسیک ما از نحوه تعامل ذرات را به چالش می‌کشند. درک و مطالعه این نوع همبستگی‌های غیرمحلی از اهمیت ویژه‌ای برخوردارند، زیرا توانایی ایجاد ارتباطات کوانتومی غیرمحلی از جمله مفاهیم بنیادین در حوزه رمزنگاری کوانتومی، ارتباطات امن و حتی توسعه کامپیوترهای کوانتومی است. این مفاهیم علاوه بر کاربردهای فناورانه، تأثیر عمیقی بر فهم و تجربه ما از مکانیک کوانتومی دارند و به ما کمک می‌کنند تا گام‌های بزرگی در جهت پیشرفت علم و فناوری برداریم.
در این سخنرانی، ابتدا مقدمه ای بر اپتیک کوانتومی ارائه خواهد شد. حالتهای کوانتومی نور مانندحالت همدوس و چلانده معرفی می شوند و در مورد خصوصیات و نحوه ی تولید و آشکارسازی آنها بحث خواهد شد. در ادامه در مورد تولید فوتون های در همتنیده با استفاده از فرآیند غیر خطی اپتیکی تبدیل پارامتری کاهشی توضیح داده می شود. سپس در موررد تداخل تک فوتونی در یک تداخل سنج ماخ زندر مطالبی ارائه خواهد شد. در نهایت در مورد روشن سازی کوانتومی، تصویربرداری،
اسپکتروسکوپی و جذب کامل تک فوتون با استفاده از فوتون های درهمتنیده بحث خواهد شد.
تکنیک‌ اپتوژنتیک ترکیبی از علم مهندسی ژنتیک و نور است که برای کنترل فعالیت سلول‌هایی خاص در یک بافت بسیار ناهمگن تکامل پیدا کرده است. اپتوژنتیک از فتورسپتورهای طبیعی و مهندسی شده ای که عمدتاً منشا میکروبی دارند استفاده می کند تا به صورت ژنتیکی به سلول های مورد نظر وارد شود.
در این سخنرانی از طریق اثبات قضیه‌ی کوخن-اشپکر، مجموعه ای از مفاهیم بنیادی مکانیک کوانتومی از قبیل ناواقع بودگی، زمینه مندی، پاد واقع‌گرایی و نا موضعیت و… مورد تحلیل قرار میگیرد.
قضیه کوخن-اشپکر یکی از قضایای مهم برای رد نظریه متغیر پنهان است که درکنار قضیه‌های بل و گلیسون، نقش بسیار مهمی در تحکیم‌ مبانی نظری مکانیک کوانتومی ایفا میکند.
کانال کوانتومی یک راه ارتباطی است که با منتقل کردن حالت های کوانتومی اطلاعات کوانتومی را جابجا میکند
اما بازیابی تمامی اطلاعات همواره میسر نمی باشد. ما در این ارائه مفهوم شبه معکوس کانالهای کوانتومی و کلاسیک را معرفی میکنیم و خواص کلی این معکوسها را در بعد دلخواه اثبات میکنیم سپس نشان میدهیم که چگونه کاربرد این کانالهای پیشنهادی میتواند به طور متوسط فیدلیتی بین یک حالت خالص تصادفی ورودی و د
در هر آزمایش فیزیکی همواره به دنبال اندازه گیری یک کمیت هستیم. اینکه یک کمیت را چقدر دقیق می توان در آزمایشگاه اندازه گیری کرد؟ سوال اساسی است که در چارچوب برآورد کوانتومی به آن پرداخته می شود
علی رغم موفقیت های درخشان مکانیک کوانتومی در تبیین داده های آزمایشگاهی، به دلیل برخی مشکلات اساسی مانند مسئله اندازه گیری و مسئله زمان، پیش بینی های این نظریه در برخی موارد کاملاً واضح و منحصر به فرد نیستند.

مسئله ضرب کارآمد اعداد بزرگ یک چالش طولانی مدت در محاسبات کلاسیک بوده و دهه‌ها به طور گسترده مورد مطالعه قرار گرفته است. به نظر می رسد که الگوریتم های کلاسیک موجود به حد تئوری خود نزدیک هستند و فضای کمی برای بهبود بیشتر ارائه می دهند.

شبکه کوانتومی یک شبکه مخابراتی است که امکان مبادله بلند برد و امن کلید کوانتومی یا اطلاعات کوانتومی را
بین کاربران فراهم میکند. این شبکه قادر است به انواع کاربران در نقاط مختلف و با روشهای دسترسی مختلف
(فیبر نوری، بیسیم، ماهواره و …) سرویسهای کوانتومی ارائه دهد.

امنیت داده، در عصر کوانتوم یکی از مهمترین چالشهای پیش رو برای اپراتورهای مخابراتی است. با توجه به رشد سریع تکنولوژیهای مربوط به رایانه های کوانتومی، نیاز به پیاده سازی پروتوکلهایی که امنیت داده را بدون تکیه بر پیچیدگی محاسباتی تضمین می کنند بیش از پیش ضروری شده است.

در این ارائه یک پروتکل توزیع کلید کوانتومی متغیر پیوسته دارای همانندی کوانتومی زیاد معرفی میگردد بدین منظور، بررسی می­شود که چگونه استفاده همزمان از قیچی کوانتومی و کاتالیز صفر فوتونی، باعث افزایش همانندی کوانتومی توزیع کلید کوانتومی متغیر پیوسته می­گردد.

نظریه کوانتوم رایج در نیمه اول قرن بیستم راه افتاد، در حالی که مکتب تجربه‌گرای پوزیتیویسم بر آن حاکم بود و اصلا به ابعاد فلسفی قضایا توجه نداشتند. اما در نیمه دوم قرن بیستم کم کم اشکالات وارد بر این نظریه مطرح شد و در دو دهه اخیر مساله انقلاب در این حوزه و جایگزینی نظریه کوانتوم با یک نظریه جامع‌تر مطرح شده است