Kvantinformatik

Kvantinformatik  är en vetenskapsgren som växte fram i slutet av 1900-talet i skärningspunkten mellan kvantmekanik , teorin om algoritmer och informationsteori . Kvantinformatik studerar de allmänna principerna och lagarna som styr dynamiken i komplexa kvantsystem [1] . En modell av sådana system är en kvantdator .

Kvantinformatik inkluderar frågorna om kvantberäkning och kvantalgoritmer , kvantdatorernas fysik , kvantkryptografi och kvantinformationsteori , som direkt berör grunderna för kvantteorin , i synnerhet problemen med mätningar och beskrivningen av dekoherens . Det viktigaste fysikaliska fenomenet som studeras inom kvantinformatik är intrasslade kvanttillstånd och de icke-lokala egenskaperna hos kvantfysik för många kroppar som genereras av dem .

Grundkonceptet för klassisk informationsteori är en bit , som antar värdena 0 eller 1. Kvantinformation representeras i qubits ( eng.  quantum bit ). Qubits kan vara i ett tillstånd som är en överlagring av 0 och 1. Flera qubits kan vara i ett intrasslat tillstånd . 

De viktigaste tillämpningarna av kvantinformatik är:

• kvantkryptografi  - detta avsnitt har utvecklats till nivån för kommersiella kryptografisystem som aktivt används för att säkerställa sekretessen för informationsöverföring;
• intrasslad tillståndsteknologi  - tillförlitlig erhållande, verifiering och studie av egenskaperna hos intrasslade tillstånd av upp till ett dussin partiklar (fotoner, laddningstillstånd för elektroner och Cooper-par, spinn av elektroner och kärnor), det finns separata applikationer i arbetsanordningar. Fungerande prototyper av en kvantdator (låg qubit - upp till 10 qubits - kvantprocessorer).
• datorsimulering av multipartikelsystem - den minst utvecklade sektionen, den inkluderar en hypotetisk kemisimulator och simulering av komplexa system på kvantnivå, till exempel en beräkningsmodell av en kvantprocessor med dekoherens; medan simuleringen endast utförs med klassiska kvantdatorsimulatorer och med mycket parallellisering, finns det några allvarliga resultat, till exempel lösningen av kvanttrekroppsproblemet.

Se även

• kvantinformation
• kvantdator
• kvantminne
• kvantalgoritm
  • Shors algoritm
  • Grovers algoritm
  • Zalka-Wiesner algoritm
  • Deutsch-Yozhi algoritm
• Kvantnyckeldistribution

Anteckningar

1. ↑ Fysiska och statistiska grunder för kvantinformatik . Hämtad 13 augusti 2017. Arkiverad från originalet 19 november 2021. (obestämd)

Litteratur

• Mario Krenn, Mehul Malik, Thomas Scheidl, Rupert Ursin, Anton Zeilinger . Kvantkommunikation med fotoner  (engelska)  // Optik i vår tid. — 2016. — S. 455–482. - doi : 10.1007/978-3-319-31903-2_18 . - arXiv : 1701.00989 .

Länkar

• Quantiki Arkiverad 3 april 2010 på wikiportalen Wayback Machine  - Quantum Information Science  ;
• ERA-Pilot QIST WP1  - Europeisk färdplan för bearbetning och överföring av kvantinformation  (eng.) ;
• QIIC Arkiverad 13 april 2016 på Wayback Machine - Quantum Computer Science, Imperial College  London  ;
• QIP  - Quantum Information Group, University of Leeds. Engagerad i studier av ett brett spektrum av områden inom kvantinformatik  (engelska) ;
• mathQI Arkiverad 22 januari 2018 på Wayback Machine  - Mathematics and Quantum Computer Science Research  Group ;
• CQIST Arkiverad 28 juni 2010 på Wayback Machine  - Center for Quantum Information Science and Technology vid University of Southern  California ;
• CQuIC Arkiverad 20 augusti 2021 på Wayback Machine  - Center for Quantum Information Science and Control, inkluderar teoretiska och experimentella grupper från University of New Mexico och University of  Arizona ;
• CQT Arkiverad 20 mars 2021 på Wayback Machine  - Center for Quantum Technology vid National University of  Singapore ;
• CQC2T Arkiverad 13 augusti 2021 på Wayback Machine  - Center for Quantum Computing and Communications  .

I bibliografiska kataloger	GND : 4705961-8 NKC : ph1013019 , ph646656