Reliable data transmission in quantum systems with known error rates
Bilinen hata oranlarıyla kuantum sistemlerinde güvenilir veri aktarımı
- Tez No: 985655
- Danışmanlar: PROF. DR. ENVER ÖZDEMİR
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Bilim ve Teknoloji, Matematik, Mühendislik Bilimleri, Science and Technology, Mathematics, Engineering Sciences
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2025
- Dil: İngilizce
- Üniversite: İstanbul Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Lisansüstü Eğitim Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Bilişim Uygulamaları Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Bilgi Güvenliği Mühendisliği ve Kriptografi Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Kuantum iletişim, bilgi aktarımında devrimsel olanaklar sunmakla birlikte; dekoherans, foton kaybı ve işlem hataları nedeniyle güvenilirlik sorunlarıyla karşı karşıyadır. Bu tez, öncelikle kuantum hesaplamanın temel kavramlarını ve Shor, Steane ile yüzey (surface) kodları gibi başlıca hata düzeltme yöntemlerini özetleyerek mevcut yaklaşımlara bir çerçeve sunmaktadır. Tezin özgün katkısı, hata oranı önceden bilinen kuantum sistemlerinde güvenilir veri iletimini sağlayan basit ve uygulanabilir bir prosedür geliştirmesidir. Yöntem, aynı iletinin tekrarlarını Bernoulli denemeleri olarak ele alır ve Clopper–Pearson binom güven aralığını kullanarak iletimin doğruluğunu istatistiksel olarak değerlendirir. Güven düzeyi belirlenen eşik değeri aştığında aktarım durdurulur; böylece kopyalanamazlık (no-cloning) ilkesi korunarak güvenilirlik sağlanır. Önerilen yaklaşım, farklı güven düzeylerine uyarlanabilir, uygulanması kolay ve özellikle foton-tabanlı kuantum bağlantılarında etkilidir. Hata oranına ilişkin istatistiksel bilgiyi somut bir durdurma kuralına dönüştürerek mevcut hata düzeltme yöntemlerini tamamlayan ek bir güven katmanı sunar.
Özet (Çeviri)
Quantum communication offers revolutionary potential but remains limited by errors caused by decoherence, photon loss, and imperfect operations. This thesis first reviews the theoretical foundations of quantum computation and major approaches to quantum error correction, including Shor, Steane, and surface codes, to establish the background of current reliability methods. The main contribution presents a practical and lightweight procedure for reliable data transmission in quantum systems with a known error rate. The method treats repeated transmissions as Bernoulli trials and determines message reliability using the Clopper–Pearson binomial confidence interval. Transmission stops once the confidence level exceeds the acceptable error threshold, ensuring statistically verified correctness without violating quantum constraints such as the no-cloning theorem. This approach is simple to implement, adaptable to different confidence levels, and particularly useful for photon-based quantum links. By turning statistical information about error rates into a concrete stopping rule, it complements existing error-correction methods and provides an additional reliability layer for future quantum communication systems.
Benzer Tezler
- Mikro ve nano boyutlu polimer esaslı floresans kemosensörlerin dizaynı
Designing of micro and nano sized polymer based fluorescence chemosensors
ECE AKKOÇ
- 1550nm dalgaboyundaki düz ve konik sırt dalga kılavuzlu kuantum kuyu yarıiletken lazerlerin karşılaştırılması ve modellenmesi
Comparison and modeling of straight and tapered ridge waveguide quantum well semi̇conductor lasers at 1550nm wavelength
KAMER ÖZGE ARSLAN
Yüksek Lisans
Türkçe
2019
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiErzurum Teknik ÜniversitesiElektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. BÜLENT ÇAKMAK
- Sonlu ve değişmeli halkalarda lineer kodlar
Linear codes over finite and commutative rings
AYŞEGÜL BAYRAM ELELE
Doktora
Türkçe
2017
MatematikYıldız Teknik ÜniversitesiMatematik Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. FATİH DEMİRKALE
- Meyve dokularında niteliksel ölçüm yapabilen elle tutulabilir spektroskopik donanım tasarımı ve gerçeklemesi
Design and implementation of a hand-held devi̇ce to spectroscopically assess fruit quality
ALİ SARIKAŞ
Yüksek Lisans
Türkçe
2014
Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiElektronik ve Haberleşme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. FATMA İNCİ ÇİLESİZ
- Reliable image transmission in wireless sensor networks for smart grid applications
Akıllı şebeke uygulamaları ıçın kablosuz sensör ağlarında güvenılır görüntü aktarımı
MOSTAFA SHAMIL JASSIM
Yüksek Lisans
İngilizce
2020
Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve KontrolBahçeşehir ÜniversitesiBilgisayar Bilimleri Ana Bilim Dalı
ÖĞR. GÖR. PINAR BÖLÜK