دوره 22، شماره 2 - ( مجله مهندسی برق و الکترونیک ایران - جلد 22 شماره 2 1404 )
جلد 22 شماره 2 صفحات 156-145 |
برگشت به فهرست نسخه ها
Download citation:
BibTeX | RIS | EndNote | Medlars | ProCite | Reference Manager | RefWorks
Send citation to:
BibTeX | RIS | EndNote | Medlars | ProCite | Reference Manager | RefWorks
Send citation to:
Moosavi Khansari M. Simulation and estimation of the capacity of four qubit GHZ state superdense coding protocol on the platform of IBM Quantum Computer. Journal of Iranian Association of Electrical and Electronics Engineers 2025; 22 (2) :145-156
URL: http://jiaeee.com/article-1-1645-fa.html
URL: http://jiaeee.com/article-1-1645-fa.html
موسوی خوانساری سید محسن. شبیه سازی و برآورد ظرفیت پروتکل کدگذاری فوق فشرده حالت GHZ چهار کیوبیتی در بستر رایانه کوانتومی IBM. نشریه مهندسی برق و الکترونیک ایران. 1404; 22 (2) :145-156
گروه فیزیک-دانشکده علوم پایه-دانشگاه آیت ا... بروجردی (ره)
چکیده: (893 مشاهده)
در این مقاله، یک پروتکل نوآورانه برای کدگذاری فوق فشرده کوانتومی بر اساس حالت GHZ چهار کیوبیتی توسعه یافته است. این پروتکل نوین با هدف بهره‌گیری از ظرفیت حداکثری سیستم‌های کوانتومی طراحی شده و به طور جامع از منظر نظری بررسی شده است. در این راستا، ظرفیت کدگذاری پروتکل با کران Holevo مقایسه شده که این کران، حداکثر اطلاعات قابل استخراج از یک سیستم کوانتومی را مشخص می‌کند. برای اعتبارسنجی این پروتکل، شبیه‌سازی‌هایی با استفاده از نرم‌افزارهای محاسبات کوانتومی انجام شده است. به منظور بررسی عملی، پروتکل بر روی رایانه کوانتومی IBM پیاده‌سازی گردیده است. این مراحل به محققان اجازه می‌دهد تا نتایج نظری و عملی را با یکدیگر مقایسه کنند. نتایج تجربی نشان‌دهنده تفاوت‌هایی با پیش‌بینی‌های نظری بودند؛ به طوری که در نتایج نظری، هر حالت دارای احتمال وقوع 50٪ بود، اما در شرایط عملی، این مقادیر به 50.19531٪ و 49.80469٪ تغییر یافت. تفاوت اشاره شده ناشی از نوفه محیط و برهمکنش‌های کیوبیت-محیط است؛ مسئله‌ای که یکی از چالش‌های اساسی در عرصه محاسبات کوانتومی محسوب می‌شود. این تحقیق نه تنها به بررسی این چالش‌ها پرداخته، بلکه بر اهمیت یافتن راه‌حل‌هایی برای کاهش نوفه و بهبود دقت اندازه‌گیری‌ها نیز تاکید دارد. برای نمایش نتایج، از نمودارهای میله‌ای استفاده شده که ابزاری مؤثر برای ارائه داده‌ها به شکل بصری و تسهیل تحلیل‌های دقیق‌تر هستند. استفاده از این نمودارها، درک الگوها و ناهماهنگی در داده‌ها را ساده‌تر می‌سازد و به محققان امکان می‌دهد تا به شناسایی و تحلیل جزئیات بیشتری بپردازند. به طور کلی، این پژوهش با ارائه یک پروتکل جدید و بررسی دقیق چالش‌ها و توانمندی‌های تکنولوژی‌های کوانتومی، به توسعه دانش در حوزه محاسبات کوانتومی کمک شایانی می‌کند. این دستاوردها می‌توانند زمینه‌ساز پیشرفت‌های بعدی در این فناوری نوظهور باشند.
فهرست منابع
1. [1] Sadeghzadeh S, houshmand M, Aghababa H, Koochakzadeh M. Quantum Controlled Teleportation of three-qubit GHZ states using Ten-Qubit Channel. Journal of Iranian Association of Electrical and Electronics Engineers 2020; 17 (1) :103-114
2. [2] Forghani B, Houshmand M, Bolokian M. Secure Quantum Dialogue Under the Collective Noise Targeting to Improve Efficiency. Journal of Iranian Association of Electrical and Electronics Engineers 2023; 20 (3) :67-80 [DOI:10.52547/jiaeee.20.3.67]
3. [3] C. H. Bennett and S. J. Wiesner, "Communication via one- and two-particle operators on Einstein-Podolsky-Rosen states", Phys. Rev. Lett. 69, 2881 (1992). [DOI:10.1103/PhysRevLett.69.2881]
4. [4] V. N. Gorbachev, A. I. Trubilko, A. I. Zhiliba, and E. S. Yakovleva, "Teleportation of entangled states and dense coding using a multiparticle quantum channel", eprint quant-ph/0011124. [DOI:10.48550/arXiv.quant-ph/0011124]
5. [5] J. L. Cereceda, "Quantum dense coding using three qubits", eprint quant-ph/0105096. [DOI:10.48550/arXiv.quant-ph/0105096]
6. [6] K. Mattle, H. Weinfurter, P. G. Kwiat, and A. Zeilinger, "Dense Coding in Experimental Quantum Communication", Phys. Rev. Lett. 76, 4656 (1996). [DOI:10.1103/PhysRevLett.76.4656]
7. [7] J.W. Pan, M. Daniell, S. Gasparoni, G. Weihs, and A. Zeilinger, "Experimental Demonstration of Four-Photon Entanglement and High-Fidelity Teleportation", Phys. Rev. Lett. 86, 4435 (2001). [DOI:10.1103/PhysRevLett.86.4435]
8. [8] Z. Zhao, Y.A. Chen, A.N. Zhang, T. Yang, H. J. Briegel, and J.W. Pan, "Experimental demonstration of five-photon entanglement and open-destination teleportation", Nature 430, 54 (2004). [DOI:10.1038/nature02643]
9. [9] D. Bruss, G. M. D'Ariano, M. Lewenstein, C. Macchi- avello, A. Sen(De), and U. Sen, "Distributed quantum dense coding", eprint quant-ph/0407037.
10. [10] M. AbuGhanem, "IBM Quantum Computers: Evolution, Performance, and Future Directions", arXiv preprint arXiv:2410.00916, 2024
https://doi.org/10.1007/s11227-025-07047-7 [DOI:10.48550/arXiv.2410.00916]
11. [11] A. Javadi-Abhari, et al. "Quantum computing with Qiskit", arXiv preprint arXiv:2405.08810 (2024) [DOI:10.48550/arXiv.2405.08810]
12. [12] TH. Vu, VTD. Le, HL. Pham, QC. Nguyen, Y. Nakashima, "FQsun: A Configurable Wave Function-Based Quantum Emulator for Power-Efficient Quantum Simulations", arXiv preprint arXiv:2411.04471, 2024 [DOI:10.48550/arXiv.2411.04471.]
ارسال پیام به نویسنده مسئول
| بازنشر اطلاعات | |
 |
این مقاله تحت شرایط Creative Commons Attribution-NonCommercial 4.0 International License (CC BY NC 4.0) قابل بازنشر است. |
