اپتیک کوانتومی و اطلاعات کوانتومی

اپتیک کوانتومی و اطلاعات کوانتومی

زیربنای ریاضی نظریه اطلاعات کوانتومی

چارچوب‌های مرجع کوانتومی و نظریه عدم تقارن منابع

اطلاعات و اندازه گیری کوانتومی

اپتیک کوانتومی: این رشته تحقیقاتی است که به کاربرد مکانیک کوانتومی در پدیده های مربوط به نور و برهمکنش های آن با ماده می پردازد. یکی از اهداف اصلی درک ماهیت کوانتومی اطلاعات و یادگیری نحوه فرمول بندی، دستکاری و پردازش آن با استفاده از سیستم های فیزیکی است که بر اساس اصول مکانیک کوانتومی عمل می کنند.

ارتباطات کوانتومی: ارتباطات کوانتومی رشته‌ای از فیزیک کوانتومی کاربردی است که از نزدیک با علم اطلاعات کوانتومی و تله‌پورت کوانتومی مرتبط است. جالب ترین کاربرد آن محافظت از کانال های اطلاعاتی در برابر استراق سمع با استفاده از رمزنگاری کوانتومی است. متمایزترین و توسعه یافته ترین کاربرد رمزنگاری کوانتومی، توزیع کلید کوانتومی (QKD) است. QKD استفاده از اثرات مکانیکی کوانتومی را برای انجام مسئولیت‌های رمزنگاری یا قطع کردن سیستم‌های رمزنگاری توصیف می‌کند.

روش های رمزگذاری و رمزگشایی فوتون ها:

قطبش: اطلاعات دوتایی "1" یا "0" با قطبش تنها فوتون ها تعریف می شود، به عنوان مثال، "0" باینری با فوتون قطبی افقی و دوتایی "1" با فوتون قطبی عمودی همبستگی دارد.

فاز: که شامل استفاده از یک سیستم تداخل سنج است: اختلاف فاز Δφ = φAlice - φBob دو تداخل سنج سپس برای رمزگذاری مقادیر باینری استفاده می شود، به عنوان مثال، اختلاف فاز Δφ=0 با دودویی "0" و اختلاف فاز Δφ=π با باینری "1" همبستگی دارد

فوتون های درهم تنیده: که یک فرستنده از جفت فوتون های درهم تنیده و دو گیرنده (آلیس و باب) هر کدام مجهز به یک قطبش را می خواهد. آلیس و باب به طور تصادفی دو زاویه را در چرخاننده قطبش مربوطه خود تنظیم می کنند. اگر زوایای آلیس و باب مطابقت داشته باشند، هر دو فوتون دقیقاً در تقسیم‌کننده پرتو یکسان رفتار می‌کنند، یعنی یا منتقل می‌شوند (دودویی «1») یا منعکس می‌شوند (دودویی «0»).