پردازش اطلاعات کوانتومی با استفاده از طیف‌سنجی تشدید مغناطیسی هسته

نویسندگان

1 دانشکده شیمی، دانشگاه صنعتی شریف، تهران، ایران

2 دانش آموخته دانشکده فیزیک و شیمی، دانشگاه صنعتی شریف، تهران، ایران

3 دانشکده فیزیک، دانشگاه صنعتی شریف، تهران، ایران

4 دانشکده فیزیک، دانشگاه صنعتی شریف، تهران، ایران

doi
10.22036/cr.2022.349795.1188
چکیده

یکی از ملزومات پردازش اطلاعات کوانتومی، قابلیت اعمال درگاه­های کوانتومی جهان شمول است. هر تحول یکانی کوانتومی را می­توان بر حسب این درگاه­ها با دقت دلخواه تجزیه کرد و تقریب زد. تشدید مغناطیسی هسته (NMR) یکی از روش­هایی است که برای آزمودن بسیاری از الگوریتم­های کوانتومی مورد توجه قرار گرفته است. در این مقاله، اولین پیاده سازی درگاه­های کوانتومی با استفاده از NMR در ایران گزارش می­شود. به طور مشخص، از اسپین­های کربن و هیدروژن در مولکول کلروفرم به عنوان بیت های کوانتمی استفاده کردیم و درگاه­های تک کیوبیتی و دو کیوبیتی را بر روی بیت های کوانتمی اعمال نمودیم. همچنین، کیفیت این درگاه­ها را با توموگرافی کوانتمی مورد ارزیابی قرار دادیم. نتایج به دست آمده نشان می­دهد که درگاه­های مورد نظر با کیفیت بالا (شباهت بیشتر از 99%) پیاده‌سازی شده­اند. این کار، راه را پیاده سازی آزمایشگاهی الگوریتم های کوانتمی برای کاربرد های محاسبات کوانتومی، سنجش کوانتمی دقیق و شبیه سازی‌های کوانتومی در ایران باز می­کند.