NMR kuantum bilgisayarlarında iki kutritlik bazı mantık kapılarının oluşturulması ve uygulamaları / Deniz Türkpençe; Danışman Azmi Gençten

Abstract

Kuantum mekaniği kurallarına dayanan iletişim ve bilgi işleme fikrini kapsayan kuantum bilgi teorisi fiziğin çok yeni bir alanıdır.Bu alanda bu noktaya gelinmesini 1935 yılına uzanan ve kuantum mekaniğinin temel kavramlarını tartışmaya açan fikirler saplanmıştır.Bu fikirler doğrultusunda oluşan aktif araştırma alanlarından biri olan kuantum bilgisayarlarıdır.Kuantum bilgisayarları iki seviyeli kuantum mekaniksel sistemler olarak bilinen kubitleri (Qubit : Quantum bit) temel bilgi işleme ve depolama birimleri olarak kullanılmaktadır.NMR tekniği puls dizileriyle kuantum bilgisayarlarında mantık kapıları olarak kullanılmasının yolunu göstermektedir.Kuantum bilgisayarlarındaki kubitler ikili (binary) sistemli klasik bilgisayarlardaki bitlerin benzeri olarak düşünülebilir.Öte yandan üç seviyeli kuantum mekaniksel sistemler olarak tanımlanan "kutritler" (Qutrit : Quantum trit) kuantum bilgisi için bir çalışma alanıdır.Bu çalışmanın asıl fikri kutritleri kuantum bilgisayarlarının temel bilgi işleme ve depomla birimleri olarak kabul ederek mantık kapılarının oluşturulması ve NMR puls tekniklerinin bu sistemlere uygulanması fikri üzerine dayanmaktadır.Bu çalışmada IS (I=1, S=1) spin sisteminde iki kutritlik I kutririnin Skutritini ve S'nin I'yı kontrol ettiği Kontrol -Not kapıları (CN(IS), CN(SI) elde edilmiştir.Yine bu kapılar kullanılarak çekirdek spinlerinin değiş tokuşunu sağlayan SWAP mantık kapısı elde edilmiş, SWAP mantık kapısının IS (I=1, S=1) spin sisteminde çarpım işlemciler üzerinde etkisi incelenmiş ve bu amaçla bir bilgisayar programı kullanılmıştır.Yine bu çalışmada INEPT NMR deneyleri I S (ı=1, S=1) spin sistemleri için çarpım işlemci teorisiyle analitik olarak incelenmiştir.