Kvanteinformatik

Kvanteinformatik  er en gren af ​​videnskaben, der opstod i slutningen af ​​det 20. århundrede i skæringspunktet mellem kvantemekanik , teorien om algoritmer og informationsteori . Kvanteinformatik studerer de generelle principper og love, der styrer dynamikken i komplekse kvantesystemer [1] . En model af sådanne systemer er en kvantecomputer .

Kvanteinformatik omfatter spørgsmålene om kvanteberegning og kvantealgoritmer , fysikken i kvantecomputere , kvantekryptografi og kvanteinformationsteori , vedrører direkte grundlaget for kvanteteori , især problemerne med målinger og beskrivelsen af ​​dekohærens . Det vigtigste fysiske fænomen, der studeres inden for kvanteinformatik, er sammenfiltrede kvantetilstande og de ikke-lokale egenskaber af mange-legeme kvantefysik genereret af dem .

Det grundlæggende koncept for klassisk informationsteori er en bit , som antager værdierne 0 eller 1. Kvanteinformation er repræsenteret i qubits ( eng.  quantum bit ). Qubits kan være i en tilstand, der er en superposition af 0 og 1. Flere qubits kan være i en sammenfiltret tilstand . 

De vigtigste anvendelser af kvanteinformatik er:

• kvantekryptografi  - dette afsnit har udviklet sig til niveauet for kommercielle kryptografisystemer, der aktivt bruges til at sikre hemmeligholdelse af informationstransmission;
• sammenfiltrede tilstandsteknologier  - pålidelig opnåelse, verifikation og undersøgelse af egenskaberne af sammenfiltrede tilstande på op til et dusin partikler (fotoner, ladningstilstande for elektroner og Cooper-par, spin af elektroner og kerner), der er separate applikationer i arbejdsanordninger. Arbejdsprototyper af en kvantecomputer (lav-qubit - op til 10 qubits - kvanteprocessorer).
• computersimulering af multipartikelsystemer - den mindst udviklede sektion, den inkluderer en hypotetisk kemi-simulator og simulering af komplekse systemer på kvanteniveau, for eksempel en beregningsmodel af en kvanteprocessor med dekohærens; mens simuleringen kun udføres ved hjælp af klassiske kvantecomputersimulatorer og med en masse parallelisering, er der nogle alvorlige resultater, for eksempel løsningen af ​​kvante-tre-legeme-problemet.

Se også

• kvanteinformation
• kvantecomputer
• kvantehukommelse
• kvantealgoritme
  • Shors algoritme
  • Grovers algoritme
  • Zalka-Wiesner algoritme
  • Deutsch-Yozhi algoritme
• Kvantenøglefordeling

Noter

1. ↑ Fysisk og statistisk grundlag for kvanteinformatik . Hentet 13. august 2017. Arkiveret fra originalen 19. november 2021. (ubestemt)

Litteratur

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

Links

• Quantiki Arkiveret 3. april 2010 på Wayback Machine  - Quantum Information Science wiki-portalen  ;
• ERA-Pilot QIST WP1  - Europæisk køreplan for kvanteinformationsbehandling og -transmission  (eng.) ;
• QIIC Arkiveret 13. april 2016 på Wayback Machine - Quantum Computer Science, Imperial College  London  ;
• QIP  - Quantum Information Group, University of Leeds. Engageret i undersøgelsen af ​​en bred vifte af områder inden for kvanteinformatik  (engelsk) ;
• mathQI Arkiveret 22. januar 2018 hos Wayback Machine  - Mathematics and Quantum Computer Science Research  Group ;
• CQIST Arkiveret 28. juni 2010 på Wayback Machine  - Center for Quantum Information Science and Technology ved University of Southern  California ;
• CQuIC Arkiveret 20. august 2021 på Wayback Machine  - Center for Quantum Information Science and Control, omfatter teoretiske og eksperimentelle grupper fra University of New Mexico og University of  Arizona ;
• CQT Arkiveret 20. marts 2021 på Wayback Machine  - Center for Quantum Technology ved National University of  Singapore ;
• CQC2T Arkiveret 13. august 2021 på Wayback Machine  - Center for Quantum Computing and Communications  .

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