Հայաստանի ատենախոսությունների բաց մատչելիության պահոց = Open Access Repository of the Armenian Electronic Theses and Dissertations (Armenian ETD-OA) = Репозиторий диссертаций Армении открытого доступа

Ֆոտոնային ոչ-գծային դիսիպատիվ համակարգերի մոդելավորում

Չիբուխչյան, Արտուշ Գրիգորի (2017) Ֆոտոնային ոչ-գծային դիսիպատիվ համակարգերի մոդելավորում. PhD thesis, ԵՊՀ.

[img] PDF (Thesis)
Available under License Creative Commons Attribution.

Download (4Mb)
    [img] PDF (Abstract)
    Available under License Creative Commons Attribution.

    Download (1631Kb)

      Abstract

      Քվանտային համակարգերի օգտագործումը որակական առաջընթաց մակածեց տեղեկագիտության՝ ինֆորմատիկայի բոլոր ՝ հեռահաղորդման, հեռակրման, ծածկագրման, համակարգչագիտության, հաշվարկների և մոդելավորման ճյուղերում: Դա հիմնված է քվանտային զուգահեռականության, չտեղայնացվածության, խճճված (միաձույլ) վիճակների գոյության ու ներհամակարգային կոհերենտ կոռելացիայի վրա [1-5]: Քվանտային համակարգերի օգտագործումը հնարավորություն է ընձեռնում դասականի համեմատ էքսպոնենցիալ մեծ արդյունավետությամբ ինֆորմացիան մշակել և մոդելավորել (ոչ թե ձևանմանակել՝ իմիտացիա անել) քվանտային հավանականությունները ևս [1,2]: Քվանտային ինֆորմատիկան հեռանկարային է նաև ստանալ ուժեղ (մարդկային ուղեղի մակարդակի) արհեստական մտածողություն (ինտելեկտ): Դասական դեպքում՝ գիտելիքի ձևավորումն ու մտածողությունն իրականացվում են կրկնընթաց (ռեկուրենտ) գործընթացով ներքին հակադարձ կապով օժտված համակարգով՝ Կոլմոգորով-Առնոլդի և Խեխտ-Նիլսենի թեորեմների հիման վրա [6,7]: Դա հնարավորություն է տալիս ստանալ ոչ ուժեղ մտածողություն, քանզի ինֆորմացիայի մշակման արդյունավետությունը զիջում է քվանտայինին: Քանի որ քվանտային համակարգի վիճակի իմացությունը հնարավոր չէ առանց փոփոխելու այդ վիճակը, այն է՝ համակարգի ինֆորմացիան, ապա քվանտային համակարգում չի կարող գոյություն ունենալ ներքին հակադարձ կապ՝ դրա դասական իմաստով: Այդ դժվարությունը շրջանցվել է «քվանտային հակադարձ կապի» ստեղծմամբ [8,9], որի հիմնական միջոցներից մեկը ցիկլի համարի պայմանական տեղաշարժի օպերատորն է և որի ալգորիթմի կառուցումն ու համապատասխան ֆիզիկական համակարգի ուսումնասիրությունը արդիական ու կարևոր խնդիր է: Քվանտային ինֆորմատիկայի առանցքային հարցերից է իրատեսականությունը ՝ պայմանավորված ցրման (диссипация) և ապափուլացման (дефазировка) երևույթներով, որի հետազոտումը պահանջում է դիտարկել բաց համակարգի դինամիկան: Գ. Կրյուկչյանի և նրա խմբի կողմից այդ խնդիրները դրված ու լուծված են քվանտային օպտիկայի շրջանակներում ոչ գծային ռեզոնատորներում՝ Քեռի օսցիլատորների դիտարկմամբ [10-12]: Քվանտային համակարգիչներում ստացված արդյունքների օգտագործման համար հարկ է նաև ուսումնասիրել կառավարման ևս մեկ ուղի, այն է՝ կառավարող իմպուլսների հաջորդականությունում փուլային շեղման ազդեցության հետազոտումը, որը ևս հանդիսանում է արդիական խնդիր: Այսպիսով, դիսիպացիայի հաշվառմամբ՝ կառավարման ֆիզիկական նոր միջոցի որոնումը Քեռի ոչ գծային օսցիլատորի Ֆոկի վիճակների ձևափոխությունների համար հանդիսանում է քվանտային ինֆորմատիկայի կարևոր, արդիական ու հրատապ ուսումնասիրման հարց: Իսկ քվանտային տրամաբանության հանրահաշվի գործողությունների իրականացումը Քեռի երևույթի հիման վրա, և ռեկուրենտ գործընթացների իրականացման համար անհրաժեշտ “ցիկլի տեղաշարժման” օպերատորի քվանտային ալգորիթմի կառուցումը ոչ միայն ուսումնասիրության արդիական ու կարևոր հարց է, այլև դեռևս չունի իր նախատիպն ու նմանակը: Նպատակը դիսիպացիայի առկայությամբ` Ֆոկի պատկերացմամբ` Քեռի քուբիթերի կառավարման նոր հնարավորության ուսումնասիրումն է և նրա կիրառմամբ քվանտային ալգորիթմի կառուցումը: Применение квантовых систем индуцировало качественный прогресс во всех облостях информатики: телепортации, телекоммуникации, криптографии, компьютерной науки, вычислений и моделирования. Квантовая информатика позволяет получить сильный (на уровне человеческого мозга) искусственный интеллект. В классическом случае формирование знаний и мышления осуществляется посредством систем с внутренней обратной связью, на основе теорем Колмогорова-Арнольда и Гехт-Нильсена. Это дает возможность получить не очень сильный интеллект, ибо эффективность обработки информации уступает квантовой. Поскольку знание состояния квантовой системы не возможно без изменения самой информации системы, то в системе не может существовать внутренняя обратная связь в классическом смысле. Эта трудность обойдена созданием “квантовой обратной связи”, основное средство которого является оператором сдвига номера цикла, и алгоритм построения вместе с изучением его физической системы являются актуальным и важным вопросом. Важнейшая компонента квантовой информатики, это ее реалистичность, основанная на таких явлениях, как диссипация и дефазировка, изучение которых производится в рамках динамике открытых систем. Цель данной работы изучить возможность нового управления кубитов Керра в представлении Фока при диссипации и его применение для построения квантового алгоритма. В работе наблюдается эффект воздействия фазового сдвига импульса на однофотонную, двухфотонную и трехфотонную вероятность состояний Фока, с учетем диссипации на зеркалах резонатора. Было показано, что эффект относительных сдвиг фаз в последовательности управлющих импульсах достаточен, чтобы сдвиг фазы тоже считался методом управления в квантовой информатике и в компьютерах. Изучено квантовое перепутывание для двух связанных нелинейных резонаторов Керра, и доказано, что значение перепутанности между двумя связанными нелинейными резонаторами удовлетворяет условию квантовой запутанности. Также вычислили вероятность, и состояний. Изучен эффект фазового сдвига импульса на функцию Вигнера для оптического резонатора Керра. Было обнаружено, что эффект фазового сдвига импульса является существенным, - относительное изменение составляет 71%,33% и 21% соответственно для однофотонных, двухфотонных и трехфотонных состояний. Изучена реализация квантовых рекурсивных алгоритмов эффектом Керра, и с учетем диссипации, обнаружено, что с помощью оптического резонатора Керра возможна реализация в квантовых схемах “квантовой обратной связи”, и с помощью последнего исполнение - «сдвига номера цикла», для получения искуственого интеллекта. Обсуждено осуществление действий алгебры квантовой логики через условную динамику связанных комбинированных кубитов Керра. Численным методом найдены временные характеристики для соответствующих управляющ их сигналов. Полученные в диссертации научные результаты могут быть использованы в оптических квантовых компьютерах, для создания сильного искусственного интеллекта, а также в областях криптографии и телепортации: The usage of quantum system induced qualitative progress in all branches of information science, informatics such as: telecommunications, teleportation, coding, computer science, computing, and modelling. Quantum information is also prospective for getting a powerful (equal to the level of human brain) artificial intelligence. In classical case, the formation of knowledge and intelligence are carried out by the system skilled in recurrent action and inner inverse relation and based on Kolmogorov-Arnold’s and Hecht-Nielsen’s theories. It does not allow to get a powerful intelligence as the productivity of the exploitation of information gives way to that of quantum. Since the awareness of the state of quantum system is impossible without changing the state i.e the information of the system, so in quantum system the inner inverse relation cannot exist in classical sense. That difficulty has been overcome by the creation of << quantum inverse relation>>[8,9], whose one of principal means is the operator of conventional shift of the number of cycle and whose algorithm’s creation and corresponding physical system’s examination is a modern and important issue. In this study the effect of pulse phase deviation of Fock one-photon, two-photon and three photon probable states, considering the dissipation, are observed. It has been shown that in controlled (managed) signal pulse permutations, the effect of relative phase deviation on Fock probable states is sufficient for phase deviation to be considered in quantum and computer sciences as a management tool. Quantum entanglement has been studied in two nonlinear coupled Kerr resonators, it has been proved that the value of the entanglement variable in two coupled nonlinear Kerr resonators meets the condition of quantum entanglement. It has been calculated the probable entangled states of , , and. The impact of pulse phase deviation is investigated for Kerr optical resonator based on the Wigner function (Wigner quasiprobability distribution). It is shown that the effect of pulse phase deviation is significant, since the relative changes are respectively 71%, 33% and 26% for one-photon, two-photon and three photon states.

      Item Type: Thesis (PhD)
      Additional Information: Моделирование фотонных нелинейных диссипативных систем. Modelling of photon nonlinear dissipative systems.
      Uncontrolled Keywords: Чибухчян Артуш Григоревич, Chibukhchyan A.G.
      Subjects: Physics
      Divisions: UNSPECIFIED
      Depositing User: NLA Circ. Dpt.
      Date Deposited: 22 Nov 2017 17:32
      Last Modified: 23 Nov 2017 15:35
      URI: http://etd.asj-oa.am/id/eprint/5994

      Actions (login required)

      View Item