مفهوم

قناة كمومية

وصف رياضي لتطور نظام كمومي، بما في ذلك عمليات الضوضاء وفقدان الترابط.

الوصف

القناة الكمومية هي كائن رياضي يصف كيفية تطور النظام الكمومي، بما في ذلك تأثيرات الضوضاء وفقدان الترابط وفقدان المعلومات. في العالم المثالي لميكانيكا الكم، تتطور الأنظمة بطريقة قابلة للعكس تمامًا ووحدوية — مثل موجة نظيفة تنتشر دون اضطراب. لكن في الواقع، أي تفاعل مع البيئة يُدخل ضوضاء، والقناة الكمومية تلتقط هذا التطور الفوضوي غير القابل للعكس في صياغة دقيقة قائمة على المؤثرات.

التاريخ

طُوّر المفهوم الرسمي للقنوات الكمومية في السبعينيات والثمانينيات من القرن العشرين، بالبناء على أعمال كراوس وستينسبرينغ وآخرين في نظرية الخرائط الموجبة تمامًا. أصبح مصطلح 'القناة الكمومية' معيارًا مع ظهور نظرية المعلومات الكمومية.

كيف يعمل

القناة الكمومية هي خريطة موجبة تمامًا وتحافظ على الأثر، تعمل على مصفوفة الكثافة لنظام كمومي. تأخذ حالة دخل وتنتج حالة خرج، ربما تكون مختلطة، تعكس تأثير البيئة. يمكن تمثيل القناة كمجموع لمؤثرات كراوس، التي ترمّز كلًا من التطور المرغوب وعمليات الضوضاء، مثل التخميد الاتساعي أو انقلاب الطور.

في التطبيق

القنوات الكمومية أساسية في تصحيح الأخطاء الكمومية، حيث تمثل الضوضاء التي يجب تصحيحها، وفي التشفير الكمومي، حيث تصف نقل الحالات الكمومية عبر خطوط اتصال غير مثالية.

حقيقة طريفة

يمكن استخدام القناة الكمومية لمحاكاة أي عملية فيزيائية يمر بها نظام كمومي، من فوتون واحد يعبر كابل ألياف بصرية إلى فقدان الترابط في كيوبت داخل حاسوب كمومي.

Concept graph →

مقالات ذات صلة · 0

لا مقالات بعد