|
O'lchovlar
Kvant holatini klassikadan tajribalar o'tkazishning kvant holatini ajratib turuvchi va kvant kriptografiya qo'llanilishiga imkon beradigan tartiblarni o'lchash usuli. Kvant mexanikasi va klassika o'rtasidagi eng muhim farq shundaki, umumiy holda kvant tizimini o'lchash dastlabki holatini o'zgartiradi.
Kvant kuzatilmalari
Birinchidan, muayyan jismoniy tizimda eksperimentlarni o'tkazishning umumiy tamoyillarini ko'rib chiqaylik.Shuning uchun har qanday tajribada ikkita bosqichni ajratish mumkin: p holatni tayyorlash va M uni o'lchash. M o'lchami aniq natijani berishi shart emas, umuman, o'lchov natijasi statistik natijalar to'plami
{x} mos keladigan ehtimolliklar bilan p (x) . Bir nechta kvant holatlarining
statistik ansambllari uchun ularning kuzatish natijalari ham statistik aralashmalar bo'lishini talab qilishi tabiiydir.
Kvant fizikasi asoslari
Kvant (lotin quantum – "qancha") fizikadagi har qanday miqdorning bo'linmas qismi. Plankning doimiysi (harakat kvantasi) elektromagnit nurlanish energiyasini uning chastotasi bilan bog'laydigan koeffitsientdir
ℎ = 𝐸 = 6,62606957(29) ∗ 10−34
𝑣
bu yerda
E – elektromagnit nurlanishning energiyasi [J];
𝑣 – elektromagnit nurlanish chastotasi [1/sekund];
Hozirgi kunda ko'pgina olimlar klassik fizikaning qonunlari makroskopik darajada (yulduzlar, odamlar, molekulalar) amal qiladi, boshqalari, shu jumladan mikroskopik (elementar zarralar kvarklar, fotonlar, elektronlar). darajada amal qiladi deb o`ylashadi. Kvant fizikasi doirasida har qanday elementar zarracha, bu
zarracha uchun xarakterli bo'lgan maydonning qo'zg'alishi kvanti deb hisoblanadi. Kvantli maydonlar bir-biri bilan o'zaro ta'sir qilishi mumkin, natijada kvantlar (zarralar) bir-biriga aylanishi mumkin.
Elementar zarrachalardan biri fotondir. Foton ( yunoncha φῶς - "yorug'lik" ) – elektromagnit nur (elektromagnit to'lqin) kvanti bo'lib, Massa va zaryadi nolga teng bo'lgan elementar zarra. Zamonaviy g'oyalarga ko'ra, foton korpuskulyar to'lqinli dualizm bilan ajralib turadi. Bir tomondan, to'siqlarning o'lchamlari foton to'lqin uzunligi bilan taqqoslanadigan holatda foton difraksiya fenomenida to'lqin xususiyatlarini namoyon etadi. Boshqa tomondan, fotonlar bilan materiyaning o'zaro ta'siri jarayonlari (radiatsiya va absorbsiya) faqat bu haqida diskret g'oyalar asosida muvaffaqiyatli talqin qilinishi mumkin.
Yorqin jismning nurlanishini, har tomonga undan yo'naltirilgan foton oqimlari deb tasavvur qilish mumkin.
Yorqin jismning nurlanishi
Bu oqimlar odatda kichik to'siqlarni (diffraktsiyaga qarang) yoki massa jismlarga (sayyoralar, yulduzlar) yaqinlashmasidan tashqari, bir tekis nur bo'ylab tarqaladi. Shunday qilib, foton oqimi bir tekislikda osmon (qutblangan) elektromagnit to'lqinlarining to'plami sifatida ifodalanishi mumkin.
Ikki foton oqimi (elektromagnit to'lqinlar)
Optik nurlanish chiziqli polyarizator orqali (masalan, Glan prizmasi) o'tgach, kerakli polyarizatsiyaga ega foton chiqishida olinishi mumkin. Majoziy ma'noda, bu jarayon fotonlarning bir tekis diafragma bilan filtri orqali o'tishi mumkin, bu fotonlarning faqat bir qismidan o'tadi - polyarizatsiya tekisligi filtr teshiklarining yo'nalishiga mos tushadi.
Filtr orqali foton oqimining o'tishi
Agar kerakli polarizatsiyaga ega foton oqimini hosil qilish mumkin bo'lsa, ixtiyoriy ushlangan fotonlarning zamonaviy o'lchash asboblari bilan polyarizatsiyasini aniq aniqlash mumkin emas. Ushbu holat ma'lumotni shifrlash uchun kvant mexanikasidan foydalanish imkonini berdi.
Har xil polyarizatsiya tekisliklariga ega bo'lgan ikki yo'nalishli polyarizatorlar bit shaklida ko'rsatilgan ma'lumotlarni kodlash uchun yetarli. Bir tekislikka yo'naltirilgan fotonlar "1" ga, ikkinchisida "0" ga to'g'ri keladi. Ushbu tamoyil uzatish moslamasi (foton generatori) ishiga asoslangan.
Qabul qiluvchi qurilma chiziqli polyarizator yoki polyarizatsiya ajratish prizmasiga asoslangan holda yaratilishi mumkin.
Birinchi holda, olingan foton polyarizatordan o'tib, fotodetektor tomonidan ro'yxatga olingan bo'lsa, u holda "1", aks holda "0" deb belgilanadi.
Ikkinchi holda, optikasi orqali fotonlarning o'tish ikki o'zaro perpendikulyar polyarizatsiya tekisligi (asoslari) uchun tegishli.Qayta yo'riqnoma polyarizatsiya tekisligi olingan fotonning polyarizatsiya tekisligiga eng yaqin bo'lgan fotodetektorga o'tkaziladi. Agar jo'natuvchi va qabul qiluvchi tomonlar bir xil polyarizatsiya asosini (masalan, gorizontal-vertikal) ishlatsa, qabul qiluvchi tomon kiruvchi fotonlarni (masalan, gorizontal polyarizatsiya bilan "1", vertikal "0" deb
nomlanadi) identifikatsiyalashadi.Agar qabul qiluvchi tomon boshqa polyarizatsiya asosini qo'llasa, to'g'ri identifikatsiya qilish ehtimoli kamayadi. Xususan, bazaning qabul qiluvchi tomoni uzatish moslamasiga nisbatan 45% atrofida qaytarilsa, to'g'ri identifikatsiya qilish ehtimolligi taxminan 50% ni tashkil qiladi.
Do'stlaringiz bilan baham: |
