fa شبیه سازی و برآورد ظرفیت پروتکل کدگذاری فوق فشرده حالت GHZ چهار کیوبیتی در بستر رایانه کوانتومی IBM مخابرات Communication پژوهشي Research <b><span dir="RTL" lang="FA" style="font-size:11.0pt"><span b="" nazanin="" style="font-family:">در این مقاله، یک پروتکل نوآورانه برای کدگذاری فوق فشرده کوانتومی بر اساس حالت </span></span><span style="font-size:11.0pt"><span new="" roman="" style="font-family:" times="">GHZ</span></span><span dir="RTL" lang="FA" style="font-size:11.0pt"><span b="" nazanin="" style="font-family:"> 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 </span></span><span style="font-size:11.0pt"><span new="" roman="" style="font-family:" times="">Holevo</span></span><span dir="RTL" lang="FA" style="font-size:11.0pt"><span b="" nazanin="" style="font-family:"> 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 </span></span><span style="font-size:11.0pt"><span new="" roman="" style="font-family:" times="">IBM</span></span><span dir="RTL" lang="FA" style="font-size:11.0pt"><span b="" nazanin="" style="font-family:"> 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</span></span><span dir="RTL" lang="FA" style="font-size:11.0pt"><span new="" roman="" style="font-family:" times="">٪</span></span><span dir="RTL" lang="FA" style="font-size:11.0pt"><span b="" nazanin="" style="font-family:"> بود، اما در شرایط عملی، این مقادیر به 50.19531</span></span><span dir="RTL" lang="FA" style="font-size:11.0pt"><span new="" roman="" style="font-family:" times="">٪</span></span><span dir="RTL" lang="FA" style="font-size:11.0pt"><span b="" nazanin="" style="font-family:"> و 49.80469</span></span><span dir="RTL" lang="FA" style="font-size:11.0pt"><span new="" roman="" style="font-family:" times="">٪</span></span><span dir="RTL" lang="FA" style="font-size:11.0pt"><span b="" nazanin="" style="font-family:"> 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.</span></span></b> <span style="font-size:12pt"><span style="unicode-bidi:embed"><span new="" roman="" style="font-family:" times=""><span style="font-size:10.0pt">In this article, an innovative protocol for ultra-dense quantum coding based on a four-qubit GHZ state has been developed. This novel protocol is designed to maximize the utilization of quantum systems&#39; capacities and has been comprehensively examined from a theoretical perspective. In this regard, the coding capacity of the protocol has been compared with the Holevo bound, which determines the maximum information extractable from a quantum system. To validate the protocol, simulations were conducted using quantum computing software. For practical evaluation, the protocol was implemented on the IBM Quantum Computer, allowing researchers to compare theoretical and practical results. The experimental results indicated differences from the theoretical predictions; while the theoretical results assigned each state a 50% probability, in practical conditions, these values shifted to 50.19531% and 49.80469%. These discrepancies stem from environmental noise and qubit-environment interactions, which represent one of the fundamental challenges in quantum computing. This research not only addresses these challenges but also emphasizes the importance of finding solutions to reduce noise and improve measurement accuracy. Bar charts were used to display the results, providing an effective tool for visually presenting data and facilitating more precise analyses. The use of these charts simplifies the understanding of patterns and discrepancies within the data, enabling researchers to identify and analyze more details. Overall, this study, by offering a new protocol and meticulously examining the challenges and potentials of quantum technologies, makes a significant contribution to advancing knowledge in the field of quantum computing. These achievements can pave the way for further advancements in this emerging technology.</span></span></span></span> کدگذاری فوق فشرده کوانتومی, حالت GHZ چهار کیوبیتی, کران Holevo, رایانه کوانتومی IBM Quantum superdense coding, Four qubit GHZ state , Holevo bound, IBM Quantum Computer 145 156 http://jiaeee.com/browse.php?a_code=A-10-2869-2&slc_lang=fa&sid=1 Mohsen Moosavi Khansari سید محسن موسوی خوانساری m.moosavikhansari@gmail.com 100319475328460012652 100319475328460012652 Yes Department of Physics, Faculty of Basic Science, Ayatollah Boroujerdi University, Boroujerd گروه فیزیک-دانشکده علوم پایه-دانشگاه آیت ا... بروجردی (ره)