Temel Kuantum Fiziği ve Kuantum Teknolojilerine Giriş · 9. Ünite

9. Ünite Deneme Sınavı: Kuantum Teknolojileri ve Modern Uygulamalar

20 çoktan seçmeli soru · 5 konu · cevaplar ve çözümler sınavı bitirince

Sınavdaki konular

1. Kopyalanamazlık Teoremi ve BB84 Kuantum Anahtar Dağıtımı (4 soru)
2. Kuantum Işınlama (4 soru)
3. Kuantum İnternet ve Kuantum Yineleyiciler (4 soru)
4. Kuantum Algılayıcılar ve Metroloji (4 soru)
5. Kuantum Simülasyonları (4 soru)

Deneme sınavı nasıl işler?

• Ünitenin her konusundan soru gelir; sorular konulara eşit dağılır.
• Cevaplar ve çözümler sınav sırasında görünmez; "Sınavı bitir" deyince hepsi birlikte açılır.
• Doğru sayına göre geri bildirim alırsın; yanlış yaptığın konulara tek tıkla dönersin.
• En iyi sonucunu geçen her doğru için 3 XP, %90'a ulaşınca 25 XP bonus ve deneme rozetleri kazanırsın.
• Sınavı sıfırlayıp yeni sorularla yeniden çözebilirsin; sıfırlamazsan sonuçların işaretli kalır.

Örnek sorular

Soru 1

Hesaplama tabanını kusursuz kopyalayan CNOT kapısı (denetim 1. kubit, hedef 2. kubit) $|+\rangle|0\rangle$ girdisine uygulanıyor. Çıktı durumu nedir?

1. $|+\rangle|+\rangle$
2. $|+\rangle|0\rangle$
3. $(|01\rangle + |10\rangle)/\sqrt2$
4. $(|00\rangle - |11\rangle)/\sqrt2$
5. $(|00\rangle + |11\rangle)/\sqrt2$

Doğru cevap: E

Çözüm

1. $|+\rangle|0\rangle = (|00\rangle + |10\rangle)/\sqrt2$.
2. CNOT doğrusal: $|00\rangle \to |00\rangle$, $|10\rangle \to |11\rangle$.
3. Çıktı $(|00\rangle + |11\rangle)/\sqrt2 = |\Phi^+\rangle$, dolanık bir Bell durumu; ikinci kubitin indirgenmiş durumu $I/2$'dir.
$|+\rangle|+\rangle$ "istenen kopya"dır, ama doğrusallık bunu üretmeye izin vermez: $|++\rangle$, $|01\rangle$ ve $|10\rangle$ bileşenleri de içerir.

Soru 2

Klasik fiber ağlarda kullanılan optik yükselteçler kuantum ağlarda fotonların kaybını telafi etmek için neden kullanılamaz?

1. Yükselteçler 1550 nm dalga boyunda çalışmaz
2. Yükselteçler fotonun enerjisini değiştirir, bu da dolanıklığı artırır
3. Fotonlar fiberde yükselteçlere ulaşmadan tamamen soğurulur
4. Yükselteçler yalnızca polarizasyonu korur, faz bilgisini değil
5. İdeal bir yükseltme, bilinmeyen kuantum durumunu kopyalamak demektir ve kopyalanamazlık bunu yasaklar

Doğru cevap: E

Çözüm

1. Yükseltme, gelen sinyalin özdeş kopyalarını üretmektir: $|\psi\rangle \to |\psi\rangle^{\otimes n}$.
2. Bilinmeyen bir $|\psi\rangle$ için bu dönüşüm, kopyalanamazlık teoreminin yasakladığı işlemdir; gerçek yükselteçler ayrıca kendiliğinden salım gürültüsü ekler.
3. Doğru cevap kopyalanamazlık; kuantum ağlar bu yüzden yükseltme yerine dolanıklık takası ve bellek kullanır.
Erbiyum yükselteçleri tam da 1550 nm'de çalışır; sorun teknolojik değil temeldir.

Sınavın tamamı Temel Kuantum Fiziği ve Kuantum Teknolojilerine Giriş dersini derslerine ekleyince açılır.

Temel Kuantum Fiziği ve Kuantum Teknolojilerine Giriş: tüm konular ve deneme sınavları