عنوان

محاسبه ظرفیت کانال کوانتومی با شبیه‌سازی کانال و درنظرگرفتن حداکثر اطلاعات روان کانال

شماره

پ۲۷۱۱۷

زبان متن نوشتاري يا گفتاري و مانند آن

per

عنوان اصلي

محاسبه ظرفیت کانال کوانتومی با شبیه‌سازی کانال و درنظرگرفتن حداکثر اطلاعات روان کانال

نام نخستين پديدآور

سروش یغموری

نام ناشر، پخش کننده و غيره

برق وکامپیوتر

تاریخ نشرو بخش و غیره

۱۴۰۱

نام خاص و کميت اثر

۱۸۶ص.

مواد همراه اثر

سی دی

جزئيات پايان نامه و نوع درجه آن

کارشناسی ارشد

نظم درجات

مهندسی برق گرایش مخابرات سیستم

زمان اعطا مدرک

۱۴۰۱/۰۶/۲۸

متن يادداشت

در این پایان‌نامه، از روش‌های بهینه‌سازی محدب، به‌ویژه برنامه‌نویسی نیمه معین، برای بررسی و ارزیابی تقطیر و شبیه‌سازی در نظریه اطلاعات کوانتومی استفاده شده است. اقدامات فوق در یک چارچوب یکپارچه از نظریه منبع بررسی می‌شود و بر محاسبه و توصیف آنها با منابع مشخص تمرکز خواهد شد. به‌طور خاص بده‌بستان بین پارامترهای مربوطه مانند تعداد نسخ منابع، نرخ تحول منابع، تحمل خطا و احتمال موفقیت به‌صورت کلی و مختصر پژوهش می‌شوند. در بخش اول، با ارائه پیش‌نیازهای لازم به بررسی مفاهیم ظرفیت در کانال‌های کوانتومی پرداخته می‌شود؛ بدین منظور، با بهره‌گیری از تعاریف ارائه شده در نظریه اطلاعات کلاسیک، نظریه اطلاعات کوانتومی و جنبه ظرفیت آن مورد پژوهش قرار خواهد گرفت. تبیین خواهد شد که پردازش اطلاعات کوانتومی از ماهیت کوانتومی اطلاعات بهره‌برداری می‌کند، راه‌حل‌های اساساً جدیدی در علوم کامپیوتر ارائه می‌دهد و امکانات را به سطحی گسترش می‌دهد که در سیستم‌های ارتباطی کلاسیک تصور نمی‌شود. برای کانال‌های ارتباطی کوانتومی، بسیاری از تعریف‌های ظرفیت جدید در مقایسه با همتایان کلاسیک ارائه شده است. از یک کانال کوانتومی می‌توان برای تحقق انتقال اطلاعات کلاسیک یا ارائه اطلاعات کوانتومی مانند درهم‌تنیدگی کوانتومی استفاده کرد. در این پایان‌نامه ویژگی‌های کانال ارتباطی کوانتومی، اندازه‌گیری‌های مختلف ظرفیت و تفاوت‌های اساسی بین کانال‌های کلاسیک و کوانتومی مورد ارزیابی می‌شود. در بخش دوم، هزینه منابع شبیه‌سازی یک کانال کوانتومی از طریق همدوسی کوانتومی یا کانال کوانتومی دیگر بررسی خواهد شد. اصطلاحات آنتروپی بیشینه کانال، استحکام لگاریتمی و بیشینه اطلاعات حالت کوانتومی معرفی می‌شود و تفسیر عملیاتی آنها با هزینه شبیه‌سازی کانال از طریق منابع مختلف ارائه می‌گردد. به طور خاص، خاصیت مجانبی افراز متقابل AEP برای بیشینه اطلاعات کانال ارائه خواهد شد که یعنی به اطلاعات متقابل کوانتومی کانال مستقل و با توزیع یکسان به طور مجانبی همگرا می‌شود. در عمل، AEP به معنای قضیه کوانتومی معکوس شانون در حضور همبستگی‌های بدون-ارتباطی است. در نهایت، از کل پژوهش‌های صورت یافته و نتایج ارائه شده در این پایان‌نامه، بیشینه اطلاعات روان کانال به طور ویژه ارزیابی شده و نتایج شبیه‌سازی کانال‌های مختلف ارائه خواهد شد. همچنین روشی کارا و مؤثر برای محاسبه آنتروپی نسبی و ظرفیت در این پایان‌نامه گنجانده شده است.

متن يادداشت

This thesis uses convex optimization methods, especially semi-definite programming, to study distillation and simulation in quantum information theory. These tasks are examined in an integrated framework of source theory. They will focus on calculating and describing them with specific sources. In particular, we study the tradeoff among relevant parameters such as the number of resource copies, resource transformation rate, error tolerance, and success probability. Firstly, the necessary prerequisites examine the concepts of capacity in quantum channels; Therefore, using the definitions presented in classical information theory, quantum information theory and its capacity aspect will be studied. We said that quantum information processing exploits the nature of quantum information. These provide fundamental new solutions in computer science and expand the facilities to a level not conceived in classic communication systems. Many new capacity definitions have been developed for quantum communication channels compared to classical counterparts. A quantum channel can be used to realize the transfer of classic information or provide quantum information such as quantum entanglement. The thesis reviews the features of the quantum communication channel, the various capacity measurements, and the fundamental differences between the classic and quantum channels. In the second part, the cost of simulating a quantum channel will be examined through quantum coherence or another quantum channel. The terms of the maximum entropy channel, logarithmic strength, and maximum information are introduced. Their operating interpretation is provided at the cost of simulating the channel through various sources. Notably, we establish the asymptotic equipartition property of the channel’s max-information; that is, it converges to the quantum mutual information of the channel in the independent and identically distributed asymptotic limit. As applications, this asymptotic equipartition property implies the quantum reverse Shannon theorem in the presence of non-signaling correlations. Finally, out of the studies and results presented in the thesis, we examine the smooth Max-information and show the simulation results of different channels. The thesis also has a practical and effective method for calculating relative entropy and capacity

عنوان گونه گون

Computation of the quantum channel capacity with channel simulation and considering Smooth Max-information

عنصر شناسه اي

‏یغموری،

ساير عناصر نام

‏‏سروش

کد نقش

تهيه کننده

عنصر شناسه اي

‏محصل فقهی،

عنصر شناسه اي

‏صحرائی،

ساير عناصر نام

‏‏ محمود

ساير عناصر نام

‏مصطفی

تاريخ

استاد راهنما

تاريخ

استاد مشاور

عنصر شناسه اي

‏تبریز