نام درس: مخابرات کوآنتومی سیگنال‌ها و سیستم‌ها ۲ (Quantum Communications of Signals and Systems 2)
شماره درس: 25844
پیش‌نیاز(ها): 25732 (آمار و احتمال مهندسی) و 25763 (مخابرات دیجیتال)
هم‌نیاز(ها): -
تعداد واحد: 3
مقطع: کارشناسی ارشد
آخرین ویرایش: تابستان 1400

توضیحات:
هدف این درس آشنایی بیشتر با مخابرات کوانتومی سیگنال‌ها و سیستم‌ها است.
 
سرفصل‌ها:

• اصول موضوع مکانیک کوانتومی
  • مقدمه
  • محیط مکانیک کوانتومی
  • توصیف آماری یک سیستم کوانتومی بسته
  • تحول پویای یک سیستم کوانتومی
  • اندازه‌گیری‌های کوانتومی
  • اندازه‌گیری با مشاهده‌پذیرها
  • اندازه‌گیری‌های کوانتومی تعمیم‌یافته (POVM)
  • جمع‌بندی اندازه‌گیری‌های کوانتومی
  • اندازه‌گیری‌های ترکیبی
  • سیستم‌های کوانتومی مرکب
  • عدم یکتایی تجزیه عملگر چگالی
  • بازنگری در مفهوم کیوبیت و توصیف آن
• نظریه تصمیم‌گیری کوانتومی: تحلیل و بهینه‌سازی
  • مقدمه
  • تحلیل سیستم‌های مخابرات کوانتومی
  • تحلیل و بهینه‌سازی سیستم‌های باینری کوانتومی
  • بهینه‌سازی باینری با حالت‌های خالص
  • مشخصات سیستم در نظریه تصمیم‌گیری کوانتومی
  • ماتریس‌های حالت و اندازه‌گیری برای حالت‌های خالص
  • ماتریس‌های حالت و اندازه‌گیری برای حالت‌های درهم‌آمیخته
  • فرمول‌بندی تصمیم‌گیری کوانتومی بهینه
  • قضیه هولوو
  • روش‌های عددی برای جستجوی اپراتورهای بهینه
  • قضیه کندی
  • هندسه منظومه حالت‌ها
  • تقارن هندسی یکنواخت (GUS)
  • بهینه‌سازی با تقارن هندسی یکنواخت
  • فشرده‌سازی حالت در تصمیم‌گیری کوانتومی
• نظریه تصمیم‌گیری کوانتومی: روش زیربهینه
  • مقدمه
  • اندازه‌گیری ریشه مربعی (SRM)
  • ارزیابی عملکرد با تصمیم SRM
  • SRM با حالت‌های درهم‌آمیخته
  • SRM با حالت‌های دارای تقارن هندسی یکنواخت
  • SRM با حالت‌های درهم‌آمیخته دارای GUS
  • فشرده‌سازی کوانتومی با SRM
  • کران چرنوف کوانتومی
• سیستم‌های مخابرات کوانتومی
  • مقدمه
  • مروری بر حالت‌های همدوس
  • منظومه حالت‌های همدوس
  • پارامترهای منظومه حالت‌های همدوس
  • نظریه سیستم‌های نوری کلاسیک
  • تحلیل سیستم‌های باینری کلاسیک نوری
  • تصمیم‌گیری کوانتومی با حالت‌های خالص
  • سیستم‌های مخابراتی باینری کوانتومی
  • سیستم‌های کوانتومی با مدولاسیون OOK
  • سیستم‌های کوانتومی با مدولاسیون BPSK
  • سیستم‌های کوانتومی با مدولاسیون QAM
  • سیستم‌های کوانتومی با مدولاسیون PSK
  • سیستم‌های کوانتومی با مدولاسیون PPM
  • مروری بر حالت‌های چلانده
  • مخابرات کوانتومی با حالت‌های چلانده
• سیستم‌های مخابراتی کوانتومی در حضور نویز حرارتی
  • مقدمه
  • نمایش نویز حرارتی
  • حالت‌های همدوس نویزی به عنوان حالت‌های گوسی
  • گسسته‌سازی عملگرهای چگالی
  • نظریه سیستم‌های نوری کلاسیک در حضور نویز حرارتی
  • بررسی گوسی بودن در آشکارسازی نوری کلاسیک
  • سیستم‌های مخابراتی کوانتومی در حضور نویز حرارتی
  • سیستم‌های باینری در حضور نویز حرارتی
  • سیستم‌های QAM در حضور نویز حرارتی
  • سیستم‌های PSK در حضور نویز حرارتی
  • سیستم‌های PPM در حضور نویز حرارتی
  • ارزیابی عملکرد PPM (بدون فشرده سازی)
  • ارزیابی عملکرد PPM با استفاده از فشرده‌سازی حالت
  • نتیجه‌گیری
• پیاده‌سازی سیستم‌های QTLC
  • مقدمه
  • اجزای سیستم‌های مخابرات کوانتومی
  • سیستم‌های مخابرات نوری کلاسیک
  • سیستم‌های مخابرات کوانتومی باینری
  • سیستم‌های مخابرات کوانتومی چندسطحی

مراجع:

• Gianfranco Cariolaro, Quantum Communication, Springer, 2015
• Carl W. Helstrum, Quantum Detection and Estimation Theory, Academic Press, 1976