الفهرس 
AbstractOnly 14 pages are availabe for public view
 |  | from | 138 |  |  |
| | | from | 138 | | |
Abstract
الهدف الرئيسي من هذه الرسالة هو تقديم بعض الخصائص الكمية الأساسية المختلفة مثل التشابك الكمي والارتباطات الكمية لبعض الأنظمة الكمية الحديثة التي تتكون من أسلاك نانومترية متناهية الصغر(Nanowire Systems ) مع تفاعل مع راشبا لاقتران اللف او الدوران (Rashba Spin-Orbit Interaction) في وجود مجالات مغناطيسية قوية وضعيفة وذلك لتطبيقاتها المحتملة في تكنولوجيا الكم المستقبلية.
إن دراسة الارتباطات الكمية ستكون من خلال بعض المقاييس الهامة والاساسية لحساب الارتباطات الكمية والتي تشمل الاضمحلال الكمي (Quantum Discord)، وتتبع مسافة الاضمحلال الكمي (Trace Distance Discord)، ومقاييس التشابك (Entanglement Measures). علاوة على ذلك، فإننا ندرس تأثير المجالات المغناطيسية، واقتران اللف والدوران (Spin-Orbit Interaction)، والحالات الأبتدائية للنظام على السرعة الحاسوبية الكمية (Quantum Computational Speed) في نظام الأسلاك النانومترية متناهية الصغر من خلال حساب سرعة التعامد (Orthogonality Speed).
ونتيجة لذلك، تم تطوير واقتراح خوارزميات وتقنيات جديدة لتحسين أداء هذه الأنظمة الكمية. إضافة لذلك، سنقوم بتنفيذ الخوارزميات المقترحة على كمبيوتر كمي حقيقي من شركة IBM ومقارنة النتائج التي تم الحصول عليها بواسطة هذه الخوارزميات مع الخوارزميات الكلاسيكية والحديثة. بشكل مثالي، ستوفرالنتائج التي حصلنا عليها حلًا عمليًا للتطبيقات المحتملة في تقنية الحسابات الكمية المستقبلية.
تتكون الرسالة من خمسة فصول كالآتى:
الفصل الأول:-
عرضنا في هذا الفصل مقدمة و نبذة تاريخية لبعض الدراسات السابقة عن نشأة وتطبيقات علم ميكانيكا الكم، وكذلك شرح تفصيلى لبعض المفاهيم والمصطلحات الاساسية للخصائص الكمية الهامة مثل المعلومتية الكمية (Quantum Information)، الحساب الكمي(Quantum Computation)، التشابك الكمي (Quantum Entanglement)، الارتباطات الكمية (Quantum Correlations)، النقل الكمي عن بعد (Quantum Teleportation) و البوابات الكمية (Quantum Gates). كما تم عرض شرح تفصيلي عن المواد شبه الموصلة والمنخفضة الأبعاد مثل أنظمة الأسلاك النانومترية متناهية الصغر(Nanowire Systems). أخيرًا، تم توضيح أمثلة لتفاعلات اقتران اللف اوالدوران (Spin-Orbit Interaction) مثل (Rashba Spin-Orbit Interaction) و (Dresselhaus Spin-Orbit Coupling).
الفصل الثانى:-
قدمنا في هذا الفصل نموذج هاميلتونين جديد يتكون من الأسلاك النانومترية متناهية الصغر مع تفاعل راشبا لاقتران اللف و الدوران. و قمنا بحل النموذج المقترح حلا تحليليا وذلك بتطبيق معادلة شرودنجرعندما يكون الحالة الابتدائية للنظام إما في حالات مرتبطة أو غير مرتبطة وايضا في وجود مجالات مغناطيسية قوية وضعيفة، كما تم مناقشة التشابك الكمي لنظام الأسلاك النانومترية من خلال بعض المقاييس الاساسية والهامة ومنها السلبية (Negativity) ، انتروبيا المعلومات (Information Entropy)، والنقاوة(Purity). نناقش أيضًا تأثير قوة تفاعل اقتران اللف اوالدوران (Spin-Orbit Interaction) والحالات الأبتدائية للنظام على هذه مقاييس حساب درجة التشابك الكمي عند تطبيق مجالات مغناطيسية قوية وضعيفة. فى نهاية هذا الباب قمنا بإجراء دراسة محاكاة عددية ومناقشة النتائج والتعليق عليها.
الفصل الثالث:-
نناقش في هذا الفصل قوة وتوليد الارتباطات الكمية من خلال الاضمحلال الكمي (Quantum Discord)، وتتبع مسافة الاضمحلال الكمي (Trace Distance Discord)، ومقارنتها بمقياس السلبية (Negativity) كمقياس لدرجة التشابك الكمي وذلك عندما يتم تحضيرنظام الأسلاك النانومترية ابتدائياً في حالات مرتبطة وغير مرتبطة تحت تاثير معامل اضمحلال الطورPhase Decoherence)). قمنا بدراسة تأثير قوة تفاعل اقتران اللف اوالدوران و معامل اضمحلال الطورPhase Decoherence)) على مقاييس الارتباط الكمي عند تطبيق المجال المغناطيسي القوي والضعيف. وقد ذُيل الفصل بمناقشة تحليلية لتلك النتائج.
الفصل الرابع:-
قمنا بدراسة نمط السرعة الحاسوبية الكمية لنموذج يتكون من أسلاك نانومترية باليستية مع تفاعل راشبا لاقتران اللف او الدوران في حالة وجود أو غياب المجالات المغناطيسية العمودية عن طريق حساب سرعة التعامد Orthogonality Speed)). تمت الدراسة و الحالات الأبتدائية للنظام في عدة أشكال: الحالة نقية (Pure State) ، حالة التشابك القصوى (Maximum Entangled State)، وحالة التراكب (Superposition State). فى النهاية درسنا تأثير المجالات المغناطيسية، و اقتران اللف اوالدوران ، والحالات الأبتدائية للنظام على السرعة الحاسوبية الكمية. اظهرت النتائج أنه يمكن استخدام المجال المغناطيسي وقوة اقتران اللف اوالدوران والحالات الأبتدائية للتحكم في السرعة الحسابية لنظام الأسلاك النانومترية. وقد ذُيل هذا الفصل بمناقشة تحليلية لتلك النتائج.
الفصل الخامس:-
الهدف من الفصل الخامس والأخير هو حساب مسافة هامنج (Hamming Distance) بين عدد m من الوظائف المنطقية مع عدد n من المتغيرات المنطقية. قمنا باقتراح خوارزمية كمية تعتمد على مقياس التزامن (𝐶𝑜𝑛𝑐𝑢𝑟𝑟𝑒𝑛𝑐𝑒) كمقياس اساسي من مقاييس درجة التشابك الكمي. اضافة لذلك ، قمنا بتنفيذ الخوارزمية المقترحة على جهاز كمبيوتر كمي حقيقي لشركة IBM ومناقشة نتائجنا نظريًا (Theoretically)، المحاكاة (Simulation)، وتجريبياً (Experimentally) على كمبيوتر كمي حقيقي (IBMQX16). وفي النهاية درسنا مدى التعقيد (Complexity) للمقارنة بين الخوارزمية المقترحة والخوارزمية الكلاسيكية. تظهر نتائجنا أن الخوارزمية المقترحة يمكن تنفيذها بشكل مثالي لقياس مسافة هامنج (Hamming Distance) المعممة بدقة وسرعة وكفاءة عالية مقارنة بالخوارزميات الكلاسيكية.
فى نهاية الرسالة تم وضع قائمة للمراجع المستخدمة فى الدراسة مرتبة ترتيباً رقمياً.