Sıvı hal NMR kuantum bilgisayarıyla bazı sistemlerin kuantum simülasyonu
Quantum simulation of some systems by using liquid state NMR quantum computer
- Tez No: 341513
- Danışmanlar: PROF. DR. AZMİ GENÇTEN
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Fizik ve Fizik Mühendisliği, Physics and Physics Engineering
- Anahtar Kelimeler: Dijital kuantum simülasyon, Sıvı hal-NMR kuantum bilgisayar, Adyabatik durum hazırlama, iteratif faz tahmin algortiması, Açık kuantum sistem, Eşevresizlik, Digital quantum simulation, Liquid state NMR quantum computer, Adiabatic state preparation, Iterative phase estimation algorithm, Open quantum system, Decohorence
- Yıl: 2013
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Ondokuz Mayıs Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Fizik Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 133
Özet
Bu çalışma kuantum bilgi teknolojileri içinde önemli bir yeri olan kuantum simülasyon konusunda deneysel çalışma ve bazı teorik uygulamaları içermektedir. Bu çalışmada 2 kubitlik bir sıvı hal-NMR kuantum bilgisayar ile kuantum harmonik titreşici hamiltoniyeni taban durum simülasyonu deneysel olarak gerçekleştirilmiş ve taban durum enerjisi hesaplanmıştır. Deneyler Almanya-Dortmund Teknik Üniversitesi e-3 laboratuvarlarında 500 MHz Bruker-Avance ticari spektrometre ile gerçekleştirilmiştir. 2 kubitlik kuantum hafıza olarak d-6 asetonda çözülmüş 13C etiketli kloroform molekülü kullanılmıştır. Taban durum enerji hesaplamasında metot olarak iteratif kuantum faz tahmin algoritması, taban durumunun simülasyonu içinse metot olarak abyabatik durum hazırlama kullanılmıştır. Simülasyon sonrası taban durum enerji bilgisi faz duyarlı NMR spektrumu kullanılarak bağıl fazlar üzerinden çıkarılmıştır. Ayrıca aynı teknikler kullanılarak etilen molekülü 2p-? elektronları sistemi taban durumu kuantum simülasyonu yapılmıştır. Simülasyon uygulaması 2 kubitlik sıvı hal-NMR kuantum hafıza hamiltoniyeninin numerik simülasyonu ile yürütülmüştür. Numerik simülasyon Matlab programı ile yapılmıştır. Ayrıca bu çalışmada evrensel kuantum bilgisayar ile tek boyutlu bazı kuantum sistemlerin dijital kuantum simülasyonu yürütülmüştür. İlgili simülasyon için karşılık gelen kuantum algoritmalar oluşturulup numerik olarak uygulanmıştır. Ek olarak bu çalışmada ilk kez Jahn-Teller etkisinin simule edildiği bir sistem için bir dijital kuantum simülasyon algoritması geliştirilmiştir. Bunun için Jahn-Teller sistemi bir açık kuantum sistem olarak yorumlanmıştır. Burada çift kat dejenere elektronik seviye bir kubitle, çevre etkisi ise tek boyutlu harmonik titreşici ile haritalanmıştır. Jahn-Teller etkisinin dijital kuantum simülasyonu için söz konusu global sistemin açık kuantum sistem ve çevre sistem olarak yorumlanması, bu fikrin uygulanması aşamasında Jahn-teller sisteminin tipik davranışları kadar eşevresizlik etkilerinin de incelenmesine olanak sağlayacaktır.
Özet (Çeviri)
This study includes an experimental and theoritical applications about quantum simulation which has an important position in quantum information technologies. In this study, ground state hamiltonian simulation of an harmonic oscillator was realised experimentally by a two qubit liquid state NMR quantum computer and the ground state energy was calculated. Experiments were implemented in Dortmund Technical University e-3 Labs by 500 MHz Bruker-Avance commerical spectrometer. 13C-labeled choloroform molecule dissolved in d-6 acetone was used as a two-qubit NMR quantum register. Iterative phase estimation algorithm was used as a method for ground state energy calculation and adiabatic state preparation was used as a method for ground state simulation. After the simulation ground state energy information was extracted via relative phases by using a phase sensitive NMR spectrum. Moreover, by using the same methods ethylene molecule 2p-? electrons ground state quantum simulation is realized. The simulation application is implemented by a numerical simulation of a two qubit liquid state NMR quantum register hamiltonian. Numerical simulation is implemented by Matlab program. And also, in this study a digital quantum simulation of some one-dimensional quantum systems were performed by a universal quantum computer. The corresponding quantum algorithms were constructed and implemented numerically for the related simulation. Additionally for the first time in this study, a digital quantum algorithm is constructed for a system which simulates the Jahn-Teller effect. For this proposal the Jahn-Teller system was interpreted as an open quantum system. At this point dubly degenerate electronic state was mapped as a qubit and the evironment effect was mapped as a one dimensional harmonic oscillator. Interpretation of Jahn-Teller system as a global system including an open quantum system and an environment, will let the one to also search the decohorence effects as well as the typical behaviors of the Jahn-Teller system.
Benzer Tezler
- Surface modification of carbon nanotubes (CNTs) via click reactions
Karbon nanotüp (CNTs) yüzeyinin click reaksiyonları ile modifikasyonu
PINAR SİNEM OMURTAG ÖZGEN
- Siyanostilben esaslı kalamitik sıvı kristaller
Cyanostilbene based calamitic liquid crystals
CANSU KÖSE
Yüksek Lisans
Türkçe
2024
KimyaYıldız Teknik ÜniversitesiKimya Ana Bilim Dalı
PROF. DR. BELKIZ BİLGİN ERAN
PROF. DR. HURİYE AKDAŞ KILIÇ
- Lineer alifatik dioller ve bis trietoksisilan türevleri ile çapraz bağlı polimerlerin sentezi ve organik solvent absorbenti olarak kullanımı
Synthesis of crosslinked polymers by bis triethoxysilanes and linear aliphatich diols and their use as organic solvent absorbents
SONER KIZIL
Yüksek Lisans
Türkçe
2013
KimyaGebze Yüksek Teknoloji EnstitüsüKimya Ana Bilim Dalı
PROF. DR. BÜLBÜL SÖNMEZ
- Polieter esaslı sorbentler; sentezi, karakterizasyonu ve şişme özelliklerinin incelenmesi
Polyether based sorbents; synthesis, characterization and examination of their swelling features
İLKER YATI
- Mixed-mode HPLC aplication of a nevly developed stationary phase basen on [2-(3,4-epoksisiklohekzil)etil]trimetoksisilan
[2-(3,4-epoksisikloheksil)etil]trimetoksisilan türevi yeni bir sabit fazın sentezi ve karma mod HPLC uygulamaları
MEHMET YAŞAR MUMİN
