Kvantti-informaatioverkostojen kapasiteetti ja simulointi
Korhonen, Artturi (2024-02-14)
Kvantti-informaatioverkostojen kapasiteetti ja simulointi
(14.02.2024)
Julkaisu on tekijänoikeussäännösten alainen. Teosta voi lukea ja tulostaa henkilökohtaista käyttöä varten. Käyttö kaupallisiin tarkoituksiin on kielletty.
avoin
Julkaisun pysyvä osoite on:
https://urn.fi/URN:NBN:fi-fe202402218184
https://urn.fi/URN:NBN:fi-fe202402218184
Tiivistelmä
Tutkielmassa generoidaan kvantti-informaatioverkostoja erinäisiä satunnaismalleja käyttäen, joiden parametrit ovat valittu mallintamaan amerikkalaisia valokuituverkkoja. Koska kvantti-informaatioverkostojen tehtävä on siirtää informaatiota noodien välillä, herää kysymys siitä, kuinka paljon informaatiota saadaan siirrettyä verkon jokaisella käyttökerralla, ja kuinka luotettavasti.
Koska kvantti-informaatioverkostot käyttävät kvanttimekaanisia ilmiöitä, niiden toimintaan tarvittavaa fysiikkaa ja matematiikkaa esitellään, erityisesti painopisteenä ovat lomittuminen sekä Bellin tilat. Verkostoteorian puolelta esitellään satunnisverkkojen käsite ja verkostojen ominaisuuksiin liittyviä suureita.
Kvanttimekaanikan ja verkostoteorian aihealueet yhdistävä suure on kanavan kapasiteetti. Kvanttikanavan kapasiteetitille häviöllisiä kanavia käyttäen on teoreettinen yläraja, jota ei voi ylittää käyttäen lokaaleja operaatioita ja klassista kommunikaatiota. Tutkielmassa simuloitujen verkkojen kapasiteetit määritetään tämän teoreettisen ylärajan kautta.
Koska kvantti-informaatioverkostot käyttävät kvanttimekaanisia ilmiöitä, niiden toimintaan tarvittavaa fysiikkaa ja matematiikkaa esitellään, erityisesti painopisteenä ovat lomittuminen sekä Bellin tilat. Verkostoteorian puolelta esitellään satunnisverkkojen käsite ja verkostojen ominaisuuksiin liittyviä suureita.
Kvanttimekaanikan ja verkostoteorian aihealueet yhdistävä suure on kanavan kapasiteetti. Kvanttikanavan kapasiteetitille häviöllisiä kanavia käyttäen on teoreettinen yläraja, jota ei voi ylittää käyttäen lokaaleja operaatioita ja klassista kommunikaatiota. Tutkielmassa simuloitujen verkkojen kapasiteetit määritetään tämän teoreettisen ylärajan kautta.