گزارش جلسه ۰۱۱ باشگاه فیزیک اصفهان
اصفهان
جلسه يازدهم
زمان: ۹۰/۱۰/۶
موضوع سخنرانی و سخنران اين جلسه
اطلاعات کوانتومی
دكتر سيد جواد اخترشناس
دانشگاه اصفهان

چكيده:

در نظریه اطلاعات کلاسیک، اطلاعات بر روی یک سیستم کلاسیکی دو حالته ثبت می شود که در اصطلاح به آن بیت می گویند. اگر حالت های این سیستم کلاسیکی را 0 و 1 بنامیم، در این صورت هر بیت فقط می تواند یکی از این دو مقدار را اختیار کند. مقدار اطلاعاتی که می توان در یک چنین بیتی ثبت کرد با آنتروپی شانون سنجیده می شود که مقدار آن بین صفر و یک قابل تغییر است و آن را بر حسب بیت می سنجند. نکته حائز اهمیت در نظریه اطلاعات کلاسیکی این است که تمامی مراحل ثبت، پردازش، مخابره و خواندن اطلاعات در این نظریه کلاسیکی است و قوانین فیزیک کلاسیک بر آن حاکم است.
از طرفی در نظریه اطلاعات کوانتومی، اطلاعات بر روی یک سیستم کوانتومی دو حالته ثبت می شود که به آن بیت کوانتومی یا کیوبیت گویند. در این صورت یک کیوبیت هم ارز با یک بردار حالت در فضای برداری سیستم کوانتومی مورد نظر است. ثبت اطلاعات کلاسیکی بر روی یک کیوبیت، و همچنین پردازش، مخابره و خواندن اطلاعات تابع قوانین مکانیک کوانتومی است که این موضوع اساس تفاوت بین نظریه کلاسیکی اطلاعات و نظریه کوانتومی آن است. در واقع خصوصیات منحصر به فرد مکانیک کوانتومی مانند اصل بر هم نهی، اصل موضوع اندازه گیری، قضیه عدم کپی سازی حالت های کوانتومی، وجود حالتهای با همبستگی غیر کلاسیکی (حالت های در هم تنیده) و ...، باعث توانمند شدن نظریه اطلاعات و رایانش کوانتومی نسبت به همتای کلاسیکی خود است. به عنوان مثال اصل بر هم نهی مکانیک کوانتومی اجازه محاسبه موازی یک تابع را برای تمامی ورودی های آن تابع می دهد که نتیجه آن ساخت الگوریتم های کوانتومی است که به شکل نمایی سریع تر از نوع کلاسیکی خود هستند. همچنین از کاربردهای دیگر مکانیک کوانتومی در نظریه اطلاعات، می توان از رمز نگاری کوانتومی، دوربری کوانتومی، کد گذاری فشرده کوانتومی، و غیره نام برد که یا انجام آنها در نظریه کلاسیکی اطلاعات امکان پذیر نمی باشند و یا مکانیک کوانتومی باعث بهبود آنها شده است. در این سخنرانی به طور خلاصه به معرفی این نظریه و برتری آن نسبت به نوع کلاسیکی آن می پردازیم و همچنین به مسائلی اشاره خواهیم کرد که سد راه عملی شدن این نظریه می شوند.

فایل سخنرانی آقاي دکتر اخترشناس:


محل:‌ دانشگاه اصفهان- درب شرقي- ساختمان علوم يك- تالار شهيد باهنر.

برنامه:

17:00 سخنرانی: آقاي دكتر سيد جواد اخترشناس، دانشگاه اصفهان،

17:40 خبر نشست: آقاي دكتر پيمان صاحب سرا، دانشگاه صنعتي اصفهان،

18:00 استراحت و پذیرایی،

18:20 كارگاه: آقاي محسن اميني، دانشگاه صنعتي اصفهان،

18:40 پرسش ماه :‌ آقاي دکتر كيوان آقابابائي ساماني، دانشگاه صنعتي اصفهان،

19:00 پايان.

توجه ۱: اعضای باشگاه لطفا برای حضور در باشگاه فیزیک کارت عضویت خود را به همراه بیاورند.

توجه ۲: علاقه مندان به عضویت یا تمدید عضویت برای سال ٩۰، لطفا ۱۵ دقیقه قبل از شروع برنامه برای ثبت نام به میز انجمن در مقابل سالن همایش مراجعه کنند.


پرسش و پاسخ این جلسه:
توضيح: از اين جلسه به بعد بخش "پرسش ماه" به صورت گذشته برگزار نمي شود و بخش "كارگاه" با تغيير نام به "پرسش ماه" در اين صفحه آورده مي شود.


خبرنشست این جلسه:

در جلسه خبر نشست دی ماه 1390، در باشگاه اصفهان، به مناسبت یکمین سالگرد باشگاه، مروری بر مهمترین ده خبرِ سال 2011 میلادی انجام پذیرفت که بعضاً خبرهایی بودند که در جلسات گذشته جزو اخبار برگزیده باشگاه بودند. از میانِ خبرهایی که قبلاً توضیح داده نشده بودند، خبرهای جدید به اختصار به شرح زیر توضیح داده شد:
-مهمترین خبر مربوط می شد به سری آزمایشات جدیدی موسوم به "آزمایش خفیف". با استفاده از این آزمایشات، و استفاده از بلور کلسیت، ردیابی مسیر فوتون در دستگاهِ دوشکافی یانگ امکان پذیر شد.
-گروه دیگری نیز با استفاده از این روش "آزمایشات خفیف" و استفاده از بلور کوارتز، موفق به ثبت تابع موجِ کوانتومی دسته ای از فوتونها، بدونِ تخریبِ خود فوتونها شدند.
-خبر دیگر مربوط به گروهی در دانمارک بود که با استفاده از حفره های سیاهِ فوق سنگین، استانداردی برای اندازه گیری فواصل کهکشانی ابداع کرده اند.
-گروهی در ژاپن باریکه ای از "نوترینوهای میوئون را به آشکارسازی در 300کیلومتری عمق زمین شلیک کردند. آشکارساز تعدادی از آنها را به شکلِ "نوترینوی الکترونی" دریافت کرد. این مشاهده، هرچند ضعیف، اما سندی دال بر نوسانات نوترینوها به همدیگر تلقی شده است.
-با تاباندنِ نور شدید آبی بر روی مولکول های پروتئین فلوئورسان در داخل سلولهای جنینی، نوری بسیار شدید، تک رنگ و جهت مند تولید شد. این روش به عنوان اولین لیزر با محیط فعال بیولوژیکی ثبت شده است و چون بافت سالم در این فرایند جان سالم بدر می برد، این روش پتانسیل تشخیص سلولهای سرطانی از بافت سالم را دارا است.
-گروهی در کالیفرنیا با استفاده از معماری کوانتومی فونن نویمان، با طراحی مداراتِ ابررسانا و مجتمع کردن آنها بر روی یک چیپِ کوچک، دو الگوریتم محاسبات کوانتومی را آزمایش کردند. با این کار نویدِ انجام بزودی محاسبات سنگین بر روی رایانه های خانگی داده شد.
-خبر آخر مربوط بود به رصد آثار باقی مانده از انفجار بزرگ بود. برای اولین بار اثر ابرِگازی که باقی مانده از انفجار بزرگ است مشاهده شد. برخلاف سایر ابرهای موجود در فواصل دور که حاوی عناصر شناخته شده در ستارگان است، ابرهای جدیداً کشف شده تنها شامل عناصر هیدروژن، هلیوم و لیتیوم ناشی از انفجار بزرگ است.




كارگاه این جلسه:

وسایل لازم:
۱- باطری ۱.۵ ولت
۲- آهنربای استوانه‌ای کوچک
۳-پیچ
۴-وایر مسی
سوال:‌
آهنربای استوانه‌ای را به انتهای پیچ چسبانده و سر نوک‌تیز پیچ را در تماس با یکی از قطب‌های باطری‌ای که قبلا آن را به طور عمودی روی یک پایه نصب کرده‌ایم، قرار می‌دهیم. شدت آهنربا باید به مقداری باشد که مجموعه‌ی پیج و آهنربا سقوط نکنند. اکنون با یک وایر مسی قطب دیگر باطری را به سطح آهنربای استوانه‌ای متصل می‌کنیم. مجموعه پیچ و آهنربا شروع به چرخش می‌کند چرا؟
پاسخ:
چون از مجموعه آهنربا و پیچ جریان الکتریکی شارش می‌کند کافیست تا قسمتی از این جریان طوری در میدان مغناطیسی اطراف آهنربا قرار گیرد که میدان و جریان برهم عمود نباشند، تا یک نیرو به این مجموعه وارد شود. این نیرو یک گشتاور نیرو ایجاد می‌کند که باعث چرخش آهنربا و پیچ می‌شود.


جشن تولد

یک‌سالگی باشگاه فیزیک
شعري از آقاي محسن امینی

جانا ببین سیر زمان، یک ساله گشتم اینچنان
در شهر خوب اصفهان، یک ساله گشتم اینچنان

وقتی دوام افسانه بود، نظم و نمو بیگانه بود
در این زمان و این مکان، یک ساله گشتم اینچنان

بی‌خانمان بودیم و جا، شد سالنی مختص ما
آن هم پر است یک در میان، یک ساله گشتم اینچنان

یاری‌رسانم اندک‌اند، در وادی زحمت تک‌اند
با کوشش زوجی جوان، یک ساله گشتم اینچنان

آمد سخنران یک به یک، گاه از شریف و گه کبک
مشکل فقط فن بیان، یک ساله گشتم اینچنان

یک بامم و چندین هوا، مخبر فقط صاحب‌سرا
حجم خبرهایش گران، یک ساله گشتم اینچنان

سامانی پرسش‌نکو، پرسد ولی حل تو کو؟
دارم گله از این و آن، یک ساله گشتم اینچنان

اهل عمل هستی اگر، آمد امینی خون‌جگر
با چوب کبریت و لیوان، یک ساله گشتم اینچنان

من نابدم ار او نبود، از ما سپاس او را درود
با همت دکتر لران، یک ساله گشتم اینچنان

این سر به سامان آمده، دفتر به پایان آمده
اما حکایت همچنان، یک ساله گشتم اینچنان



شما می‌توانید پاسخ پرسشهای مطرح شده در هریک از جلسات باشگاه فیزیک اصفهان را به نشانی پست الکترونیکی بفرستید. لطفاً در عنوان نامه خود به شماره جلسه باشگاه اشاره کنید.

مشاهده گزارش جلسه     
فهرست جلسات | باشگاه فیزیک اصفهان
پوستر این جلسه   (راهنمای چاپ)



حامیان انجمن فیزیک ایران   (به حامیان انجمن بپیوندید)

کلیه حقوق مربوط به محتویات این سایت محفوظ و متعلق به انجمن فیریک ایران می‌باشد.
Webmaster : Ali Meschian : www.irandg.com

www.irandg.com