مقداریہ آلاتیات

ترقیاتی عمل

1993 میں ، چباننیٹ نے کوانٹم مواصلات کا تصور آگے بڑھا دیا. اسی سال میں, مختلف ممالک سے 6 سائنسدانوں کی طرف سے ایک کی طرف سے کوانٹم ٹیلپورٹاشن کا احساس کرنے کے لئے ایک اسکیم کی تجویز دی کلاسک اور کوانٹم طریقوں: ایک ذرہ کی نامعلوم کوانٹم ریاست منتقل ایک جگہ میں ایک اور ذرہ کوانٹم ریاست کے لئے تیار ہے ، جبکہ اصل ذرہ جگہ میں رہتا ہے. بنیادی خیال یہ ہے کہ اصل معلومات کو دو حصوں میں تقسیم کرنا ہے: کلاسیکی معلومات اور کوانٹم معلومات ، جو کہ کلاسیکی چینل کے ذریعہ رسیور کو منتقل کیا جاتا ہے اور بالترتیب چینل. کلاسیکی معلومات بھیجنے والوں کی طرف سے اصل مادہ پر کسی قسم کی پیمائش کی کارکردگی کا مظاہرہ کرتے ہوئے حاصل کی جاتی ہے ، اور کوانٹم معلومات کے باقی معلومات ہیں جو مرسل نے پیمائش کے دوران نہیں نکالا. رسیور اس دو قسم کی معلومات کو مکمل طور پر پیش کرنے کے بعد اصل کوانٹم ریاست تیار کر سکتے ہیں. اس عمل میں ، اصل مادہ کی صرف کوانٹم ریاست کو منتقل کیا جاتا ہے ، اصل مادہ خود نہیں. مرسل اس کوانٹم ریاست کے بارے میں کچھ بھی نہیں جان سکتا ہے ، جبکہ رسیور اصل معاملے کی کوانٹم ریاست میں دوسرے ذرات رکھتا ہے. اس اسکیم میں ، اس طرح کے غیر علاقے میں ایک انتہائی اہم کردار ادا کرتا ہے. کوانٹم ٹیلپورٹاشن لوگوں کو سمجھنے اور فطرت کے پراسرار قوانین کو ظاہر کرنے کے لئے فزکس کے میدان میں صرف اہم نہیں ہے ، بلکہ کوانٹم ریاست کی منتقلی کے ذریعے بڑے پیمانے پر معلومات کی منتقلی مکمل کرنے کے لئے ایک معلومات کیریئر کے طور پر کوانٹم ریاست کا استعمال کر سکتے ہیں, اصول اندیکاپہرابلی مقداریہ رازدارانہ مواصلات.

1997 میں ، پین جیانویا ، آسٹریا میں زیر تعلیم ایک نوجوان چینی سکالر ، ڈچ سکالر بومااسٹر کے ساتھ تعاون اور دوسروں کو پہلی بار نامعلوم کوانٹم ریاستوں کی دور دراز ٹرانسمیشن کا احساس کرنے کے لئے. یہ دنیا میں پہلی بار ہے کہ ایک کوانٹم ریاست کامیابی زمین B میں ایک فوٹوون کے لئے زمین میں ایک فوٹوون سے منتقل کر دیا گیا ہے. اس تجربے میں ، صرف کوانٹم معلومات کی "ریاست" کا اظہار کیا جاتا ہے ، اور فوٹوون خود کو ایک معلومات کے کیریئر کے طور پر منتقل نہیں کیا جاتا ہے.

2012 میں ، چینی سائنس دان پین جیانویا اور دوسروں نے کامیابی سے دنیا میں پہلے 100 کلو میٹر کی مفت خلائی ٹیلپورٹاشن اور الجھیڑا تقسیم کو حاصل کیا ، دنیا کے پہلے "کوانٹم مواصلاتی سیٹلائٹ" کو شروع کرنے کے لئے تکنیکی بنیاد کا آغاز کیا. بین الاقوامی مستند تعلیمی جرنل "فطرت" میگزین نے 9 اگست کو اس کامیابی پر توجہ مرکوز کی. ایک اعلی نقصان کے میدان پر 100 کلومیٹر کی کامیاب ترسیل کا مطلب یہ ہے کہ کم نقصان کی جگہ میں ٹرانسمیشن فاصلے سے زیادہ 1,000 کلومیٹر تک پہنچ سکتا ہے ، بنیادی طور پر کوانٹم مواصلات مصنوعی طور پر طویل فاصلے کی معلومات کی منتقلی کے مسئلے کو حل کرنا. " ریسرچ ٹیم کے رکن Peng چانگزہا نے کہا ہے کہ مواصلاتی مصنوعی ٹیکنالوجی میں پیش رفت کی بنیاد پر یہ بھی پتہ چلتا ہے کہ یہ مستقبل میں ایک عالمی کوانٹم مواصلاتی نیٹ ورک کی تعمیر کے لئے تکنیکی طور پر ممکن ہے. اگست 9, بین الاقوامی مستند تعلیمی جرنل "فطرت" اس کامیابی پر توجہ مرکوز کی, بین الاقوامی تعلیمی کمیونٹی میں اس کی عمومی شناخت کی نمائندگی. "فطرت" میگزین یہ ہے کہ "طویل فاصلے پر مقداریہ ابلاغ کا سنگ میل بننے کا وعدہ کیا ہے", "ایک عالمی کوانٹم نیٹ ورک کی طرف", یورپی جسمانی سوسائٹی کی ویب سائٹ, ریاست ہائے متحدہ امریکہ "سائنس نیوز" میگزین اور دیگر خصوصی رپورٹیں.

بنیادی مشمولات

نام نہاد کوانٹم مواصلات معلومات کو منتقل کرنے کے لئے کوانٹم الجھیڑا اثر استعمال کرتا ہے کہ مواصلاتی طریقہ کار کی ایک نئی قسم کا حوالہ دیتا ہے. یہ گزشتہ دو دہائیوں میں تیار ایک نئی بین الکلیاتی ترقی ہے اور ایک نئی تحقیق کے میدان کوانٹم اصول اور معلومات کے اصول کو ملا.

اپٹیکل کوانٹم مواصلات بنیادی طور پر مقداریہ ٹیلپورٹاشن کے اصول پر مبنی ہے ، جو کہ معلومات کی منتقلی کے حصول کے لئے کوانٹم کی (ٹرانسمیشن) کا استعمال کرتے ہوئے. تجرباتی تصدیق کے مطابق ، اس بات سے کوئی فرق نہیں پڑتا کہ اس کے ساتھ ساتھ دو ذرات کتنے ہی ہیں ، جب تک ایک تبدیلی کے طور پر ، دوسرے فوری طور پر کو بھی تبدیل کردیں گے. آپٹیکل کوانٹم مواصلات کا احساس کرنے کے لئے اس خصوصیت کو استعمال کرنے کا عمل مندرجہ ذیل ہے: الجھا ریاستوں کے ساتھ ذرات کی ایک جوڑی پیشگی تعمیر کی جاتی ہیں. دونوں ذرات مواصلات کے دو اطراف پر رکھی جاتی ہیں ، اور نامعلوم کوانٹم ریاست کے ساتھ ذرات اور مرسل کے ذرات مشترکہ طور پر ماپا جاتا ہے (ایک آپریشن) ، اور رسیور کے ذرات کو فوری طور پر (تبدیلی) کا خاتمہ ہوتا ہے ، اور اس کا خاتمہ (تبدیلی) ایک مخصوص ریاست میں ہے. یہ ریاست بھیجنے کے بعد مرسل کے ذرات کی حالت کے ساتھ سڈول ہے (تبدیلی) ، اور پھر مشترکہ پیمائش کی معلومات کو کلاسک چینل کے ذریعہ رسیور میں منتقل کیا جاتا ہے ، اور وصول کنندہ کو موصول ہونے والی معلومات کے مطابق ختم ہونے والے ذرات پر یونیٹری کی تبدیلی کا انجام دیتا ہے (جس میں آپ کو ایک ہی نامعلوم طور پر تبدیل کر سکتے ہیں).

آپٹیکل کوانٹم مواصلات کے ساتھ مقابلے میں ، کلاسک مواصلات اس کی سیکورٹی اور کارکردگی کے ساتھ مقابلے میں نہیں کیا جا سکتا. سیکورٹی کوانٹم مواصلات "لیک" کبھی نہیں کرے گا. کوانٹم خفیہ کاری کی کلید بے ترتیب ہے. یہ ایک چوری شخص کی طرف سے روکا جاتا ہے یہاں تک کہ اگر, صحیح چابی حاصل نہیں کیا جا سکتا, تو معلومات ٹوٹ نہیں کیا جا سکتا. ایک کے ہاتھ میں الجھا ریاستوں کے ساتھ دو ذرات ، ذرات میں سے ایک کی کوانٹم ریاست ، دوسری طرف کی کوانٹم ریاست فوری طور پر تبدیل ہوجائے گی ، اور کوانٹم کے اصول کے مطابق ، کسی بھی کبیربینی مشاہدے اور مداخلت کو فوری طور پر کوانٹم ریاست تبدیل کر دیا جائے گا ، اس کے نتیجے میں ، سٹیالرس کی طرف سے حاصل کردہ معلومات کو تباہ کیا گیا ہے ، اصل معلومات نہیں. موثر ، نامعلوم کوانٹم ریاست کو منتقل کیا جا رہا ہے سے پہلے ایک الجھا ریاست میں ہو جائے گا ، یہ ہے کہ ، یہ ایک ہی وقت میں ایک سے زیادہ ریاستوں کی نمائندگی کرتا ہے ، مثال کے طور پر ، ایک کوانٹم ریاست دو نمبر 0 اور 1 ایک ہی وقت میں نمائندگی کرسکتا ہے ، 7 اس طرح کی کوانٹم ریاستوں 128 کے ساتھ ساتھ حیثیت یا 128 ہندسوں: 0 ~ 127. آپٹیکل کوانٹم مواصلات کی اس طرح کی منتقلی کے برابر ہے 128 کلاسک مواصلات کے طریقہ کے اوقات. یہ قابل فہم ہے کہ ٹرانسمیشن بینڈوڈتھ 64 بٹس یا اس سے زیادہ ہے ، تو اس کی کارکردگی میں فرق 2 سے ن ، اور اعلی کی ایک حیرت انگیز طاقت ہوگی.

یہاں کوانٹم الجھیڑا کی ایک مزید وضاحت ہے. کوانٹم الجھیڑا کے ساتھ سمجھا جا سکتا ہے "شروڈنگر کی بلی": جب آپ زہر پر مشتمل ایک باکس میں ایک بلی ڈال, اور پھر باکس کا احاطہ, ایک دیر کے بعد, بلی مردہ یا زندہ ہے تو پوچھیں? صرف طبیعیات کا جواب ہے: یہ مردہ اور زندہ دونوں ہے. کچھ لوگ کہیں گے کہ آپ کو پتہ نہیں ہے کہ آپ کو باکس کھولتے ہیں اور اس پر نظر آتے ہیں. جی ہاں ، آپ کو پتہ چلتا ہے کہ اگر آپ باکس کو کھولتے ہیں تو بلی مر جاتا ہے یا زندہ ہے ، لیکن کوانٹم طبیعیات کی تشریح کے مطابق: یہ مردہ یا زندہ ریاست انسانی مشاہدے کا نتیجہ ہے ، یہ ہے کہ ، انسانی میکرو رکاوٹ بلیوں کو مردہ یا زندہ بناتے ہیں ، اصل حالت جب باکس کا احاطہ کرتا ہے. اسی طرح ، خرد ذرات "مردہ" اور "زندہ" میں "" پریشان "ہونے سے پہلے" اور "لائیو" ریاستوں میں رہے ہیں یہ کہا جا سکتا ہے کہ یہ دونوں "0" اور "1" ہے.

کوانٹم مواصلات اعلی کارکردگی اور مطلق سیکورٹی کی خصوصیات ہے, اور یہ بین الاقوامی مقداریہ طبیعیات اور معلومات سائنس کے اس لمحے میں تحقیق ہاٹ سپاٹ ہے. کوانٹم مواصلات کے اصل کو ٹریس کرنے کے لئے ، ہمیں اس کے "گھوسٹ" کے ثبوت کے ساتھ شروع کرنا ہوگا ، کوانٹم الجھیڑا.

کیونکہ لوگ الجھا ذرات کے درمیان بات چیت کے بارے میں شکست دی گئی ہے, طبیعیات کی تصدیق کرنے کی کوشش کی گئی ہے کہ آیا یہ جادو جائیداد عشروں کے لئے سچ ہے.

میں 1982, فرانسیسی طبیعیات الین پہلو اور ان کی ٹیم کو کامیابی سے ایک تجربہ مکمل کیا ہے کہ خرد ذرات کے "کوانٹم الجھیڑا" کے رجحان کے وجود کی تصدیق کی. اس نتیجے میں یہ مغربی سائنس کے مرکزی دھارے کے نظریہ پر ایک اہم اثر ہے. ڈیسکارٹیس ، گیلیلیو ، اور نیوٹن کے بعد سے ، مغربی سائنسی کمیونٹی کے مرکزی خیال یہ خیال رکھتا ہے کہ کائنات کے اجزاء ایک دوسرے سے آزاد ہیں ، اور ان کے درمیان بات چیت کی جگہ اور وقت کی طرف سے محدود ہے (یہ ، مقامی). کوانٹم الجھیڑا نے آئنسٹائن کی گھوسٹ ڈراونا کی موجودگی کو ایک فاصلے میں تصدیق کی ہے ۔ یہ ثابت ہوتا ہے کہ کسی بھی دو مادہ کے درمیان ، کوئی بات نہیں ، وہ ایک دوسرے کو متاثر کر سکتے ہیں اور چار جہتی خلائی وقت سے متاثر نہیں ہوتے ہیں. رکاوٹ غیر مقامی ہے ، اور کائنات دنیا میں گہری اندرونی کنکشن ہے.

کوانٹم الجھیڑا نظریہ کی بنیاد پر, 1993 میں, امریکی سائنسدان C.H. بینیٹ کوانٹم مواصلات کے تصور کی تجویز پیش کی (کوانٹم ٹیلپورٹاشن). کوانٹم مواصلات ایک مواصلاتی طریقہ ہے جس میں کوانٹم ریاستوں کی طرف سے معلومات کی جاتی ہے. یہ ایک محفوظ مواصلات کے عمل کو لاگو کرنے کے لئے پہوٹنس کے طور پر بنیادی ذرات کی کوانٹم الجھیڑا کے اصول کا استعمال کرتا ہے. کوانٹم مواصلات کے تصور کا تعارف آئنسٹائن کے "ڈراونا"-کوانٹم الجھیڑا فائدہ واقعی اس کی حقیقی طاقت کو تیار کرنے کے لئے شروع.

میں 1993, کے بینیٹ کے بعد کوانٹم مواصلات کے تصور کی تجویز پیش کی, مختلف ممالک سے چھ سائنسدانوں, کوانٹم الجھیڑا کے نظریے پر مبنی, کہ کوانٹم ٹیلپورٹاشن حاصل کرنے کے لئے کلاسیکی اور مقداریہ طریقوں کے استعمال کی تجویز پیش کی, کہ, ایک ذرہ کی نامعلوم کوانٹم ریاست ایک اور جگہ پر منتقل کیا جاتا ہے, اور اصل ذرہ کی جگہ میں رہتا ہے. یہ کوانٹم مواصلات کی اصل بنیادی اسکیم ہے. کوانٹم ٹیلپورٹاشن کی فطرت کے پراسرار قوانین کو سمجھنے اور ظاہر کرنے کے لئے لوگوں کے لئے فزکس کے میدان میں صرف اہم نہیں ہے, بلکہ یہ بھی استعمال کر سکتے ہیں کوانٹم ریاستوں کی ٹرانسمیشن کے ذریعے بڑے پیمانے پر معلومات کی منتقلی مکمل کرنے کے لئے کوانٹم ریاستوں کے اصول میں کوانٹم لاینحل حاصل کرنے کے لئے. رازدارانہ ابلاغ ۔

1997 میں ، چینی نوجوان عالم پین جیانویا نے آسٹریا کے بھرپور میں جو ڈچ سکالر بومااسٹر اور دیگر افراد کو پہلی بار نامعلوم کوانٹم ریاستوں کے دور دراز منتقلی کا مطالعہ کرنے کے بارے میں تعلیم حاصل کی تھی ۔ یہ دنیا میں پہلی بار ہے کہ ایک کوانٹم ریاست کامیابی زمین B میں ایک فوٹوون کے لئے زمین میں ایک فوٹوون سے منتقل کر دیا گیا ہے. اس تجربے میں ، صرف کوانٹم معلومات کی "ریاست" کا اظہار کیا جاتا ہے ، اور فوٹوون خود کو معلومات کے کیریئر کے طور پر منتقل نہیں کیا جاتا ہے.

20 سال سے زیادہ کی ترقی کے بعد ، کوانٹم مواصلات کے نظم و ضبط کو بتدریج تجربہ اور عملی ترقی کے اصول سے منتقل کر دیا گیا ہے. اہم شعبوں میں شامل ہیں: کوانٹم خفیہ کاری مواصلات ، کوانٹم ریموٹ ٹیلپورٹاشن ، اور کوانٹم گھنے کوڈنگ.

کوانٹم مواصلات کے نظام کو دو اقسام میں تقسیم کیا جاتا ہے کہ آیا وہ معلومات جو آپ کی ترسیل کلاسیکی یا کوانٹم ہے. سابق بنیادی طور پر کوانٹم کی چابیاں کی منتقلی کے لئے استعمال کیا جاتا ہے ، جبکہ مؤخر الذکر ٹیلپورٹاشن اور کوانٹم الجھیڑا کی تقسیم کے لئے استعمال کیا جا سکتا ہے. نام نہاد پوشیدہ ٹرانسمیشن ایک قسم کی "مکمل" معلومات کی منتقلی کا حوالہ دیتا ہے جو حقیقی چیز سے الگ ہوتا ہے. طبیعیات کے نقطہ نظر سے ، پوشیدہ ٹرانسمیشن کے عمل کو مندرجہ ذیل طور پر تصور کیا جا سکتا ہے: سب سے پہلے اصل کی تمام معلومات نکالیں ، اور پھر وصول کردہ جگہ پر معلومات کو منتقل ، اور رسیور ایک ہی بنیادی یونٹ ہے جو معلومات پر مبنی اصل کی تشکیل کرتا ہے ، اور اصل کی ایک بہترین نقل تیار کرتی ہے. تاہم ، مقداریہ آلاتیات کا غیر یقینی اصول اصل کی تمام معلومات کی درست نکالنے کی اجازت نہیں دیتا ہے ، اور یہ نقل کامل نہیں ہوسکتی ہے. تو ایک طویل وقت کے لئے ، ٹیلپورٹاشن لیکن ایک تصور نہیں تھا.

میں 1993, مختلف ممالک سے چھ سائنسدانوں ٹیلپورٹاشن کے حصول کے لئے کلاسیکی اور مقداریہ طریقوں کا استعمال کیا ہے کہ ایک اسکیم کی تجویز: ایک ذرہ کی غیر شناخت شدہ کوانٹم ریاست کو منتقل کرنے اور کوانٹم ریاست پر ایک اور ذرہ تیار کرنے کے لئے ، اصل ذرات جگہ میں رہتے ہیں. بنیادی خیال یہ ہے کہ اصل معلومات کو دو حصوں میں تقسیم کرنا ہے: کلاسیکی معلومات اور کوانٹم معلومات ، جو کہ کلاسیکی چینل کے ذریعہ رسیور کو منتقل کیا جاتا ہے اور بالترتیب چینل. اصل مادہ کی ایک مخصوص پیمائش لے بھیجنے والے کی طرف سے کلاسیکی معلومات حاصل کی جاتی ہے ، اور کوانٹم معلومات باقی معلومات ہے جو مرسل نے پیمائش میں نہیں نکالا تھا ؛ وصول کرنے والے نے ان دو قسم کی معلومات حاصل کرنے کے بعد ، اصل کوانٹم ریاست کو مکمل طور پر نقل تیار کیا جا سکتا ہے. اس عمل میں ، اصل مادہ کی صرف کوانٹم ریاست کو منتقل کیا جاتا ہے ، اصل مادہ خود نہیں. مرسل اس کوانٹم ریاست کے بارے میں کچھ بھی نہیں جان سکتا ہے ، جبکہ رسیور اصل میں کوانٹم ریاست میں دیگر ذرات رکھتا ہے.

اس اسکیم میں ، اس کے غیر علاقے میں ایک اہم کردار ادا کرتا ہے. کوانٹم میکانکس ایک غیر مقامی اصول ہے ، جس میں بیل کے نامساوات کی خلاف ورزی کرنے والے تجرباتی نتائج کی طرف سے تصدیق کی گئی ہے. لہذا ، کوانٹم میکانکس بہت سے انسداد بدیہی اثرات کی نمائش کرتا ہے. کوانٹم میکانکس میں ، دو ذرہ ریاستوں کو اس طرح سے تیار کیا جاسکتا ہے کہ ان کے درمیان تعلق مائشٹھیت کی وضاحت نہیں کی جا سکتی. اس طرح ایک ریاست کو ایک الجھا ریاست کہا جاتا ہے ۔ کوانٹم الجھیڑا دو یا اس سے زیادہ کوانٹم نظام غیر مقامی غیر کلاسیکی ایسوسی ایشن کے درمیان بات چیت سے مراد ہے. کوانٹم ٹیلپورٹاشن لوگوں کو سمجھنے اور طبیعیات کے میدان میں فطرت کے پراسرار قوانین کو ظاہر کرنے کے لئے صرف انتہائی اہم نہیں ہے, بلکہ ایک معلومات کیریئر کے طور پر بھی استعمال کر سکتے ہیں کوانٹم ریاست کی منتقلی کے ذریعے بڑی صلاحیت کی معلومات کی منتقلی کا احساس کرنے کے لئے, جو اصول میں لاینحل ہے. کوانٹم خفیہ مواصلات.

1997 میں ، پین جیانویا ، آسٹریا میں زیر تعلیم ایک نوجوان چینی سکالر ، اور ڈچ سکالر بومااسٹر ، وغیرہ ، پہلی بار بھرپور نامعلوم کوانٹم ریاستوں کے طویل فاصلے کی منتقلی کو سمجھنے کے لئے. یہ دنیا میں پہلی بار ہے کہ ایک کوانٹم ریاست کامیابی زمین B میں ایک فوٹوون کے لئے زمین میں ایک فوٹوون سے منتقل کر دیا گیا ہے. اس تجربے میں منتقل کیا گیا تھا صرف کوانٹم معلومات کے "ریاست" کا اظہار کرنے کے لئے تھا ، اور فوٹوون خود کو ایک معلومات کیریئر کے طور پر منتقل نہیں کیا گیا تھا. جلد ہی, پین جیانویا اور ان کے ساتھیوں نے اعلی معیار کی کوانٹم کی ریاستوں کو صاف کرنے کے لئے کس طرح کے مطالعہ میں نئے کامیابیاں بنا دیا ہے. طویل فاصلے پر کوانٹم ریاستوں کی ٹیلپورٹاشن کے لئے ، یہ ضروری ہے کہ دو دور مقامات کو پہلے سے ہی سب سے بڑی کوانٹم ریاست میں اشتراک کرنے کی اجازت دی جائے. تاہم ، مختلف ناگزیر ماحولیاتی شور کی وجہ سے ، اس طرح کے طور پر ٹرانسمیشن کے فاصلے میں اضافہ ہوتا ہے ، کوانٹم ریاستوں کے معیار کو بدتر اور بدتر ہو جائے گا. لہذا ، اعلی معیار کی کوانٹم کو کس طرح صاف کرنے کے لئے ریاستوں کو اس لمحے مواصلاتی تحقیق میں ایک اہم مسئلہ ہے.

بہت سے بین الاقوامی تحقیقی گروپ اس موضوع پر کام کر رہے ہیں, اور مقداریہ آلاتیات ریاستوں کی طہارت کے لئے نظریاتی حل کا ایک سلسلہ تجویز کیا ہے, لیکن ان میں سے کوئی بھی موجودہ ٹیکنالوجی کے ساتھ حاصل کیا جا سکتا ہے. بعد میں ، پین جیانویا اور دوسروں کو اس کے نظریاتی حل کا پتہ چلا ہے جس میں موجودہ ٹیکنالوجی کا استعمال کرتے ہوئے پرامانٹالل کو ممکن ہے ، اور اصول میں آج کل طویل فاصلے پر بات چیت کے بنیادی مسئلہ کو حل کیا جاتا ہے. یہ تحقیق کامیابی بین الاقوامی سائنسی برادری کی طرف سے انتہائی اندازہ کیا گیا ہے اور کہا جاتا ہے "طویل فاصلے میں ایک چھلانگ کی بات چیت کی تحقیق".