Квантовая информатика

Часть серии по
Квантовая механика
${\displaystyle i\hbar {\frac {\partial }{\partial t}}|\psi (t)\rangle ={\hat {H}}|\psi (t)\rangle }$ Уравнение Шредингера
Вступление Глоссарий История Учебники
Задний план Классическая механика Старая квантовая теория Обозначение Бра – Кет Гамильтониан Вмешательство
Основы Родившееся правило Комптоновская длина волны Согласованность Декогеренция Комплементарность Уровень энергии Запутанность Гамильтониан Принцип неопределенности Основное состояние Амплитуда вероятности Распределение вероятностей Вмешательство Измерение Слабое измерение Нелокальность Наблюдаемый Оператор Квантовый Квантовая флуктуация Квантовое число Квантовый шум Квантовое состояние Квантовая система Квантовая телепортация Кубит Вращение Суперпозиция Квантовое вакуумное состояние Симметрия (Спонтанное) нарушение симметрии Состояние вакуума Распространение волн Волновая функция Коллапс волновой функции Дуальность волна-частица Волна материи Прямоугольный потенциальный барьер Фокское пространство
Эффекты Эффект Зеемана Эффект Старка Эффект Ааронова – Бома. Квантование Ландау Квантовый эффект Холла Квантовый эффект Зенона Квантовое туннелирование Фотоэлектрический эффект Эффект Казимира
Эксперименты Неравенство Белла Дэвиссон-Гермер Двойная щель Элицур – Вайдман Франк-Герц Неравенство Леггетта – Гарга Мах – Цендер Поппер Квантовый ластик  ( отложенный выбор ) Кот Шредингера Штерн-Герлах Отсроченный выбор Уиллера
Составы Обзор Динамические картинки ( Гейзенберг ; Взаимодействие ; Шредингер ) Матрица Фазовое пространство Суммирование по историям (интеграл по путям)
Уравнения Дирак Хеллманн-Фейнман Кляйн – Гордон Липпманн-Швингер Паули Ридберг Шредингер Функциональная интеграция
Интерпретации Обзор Байесовский Последовательные истории Копенгаген де Бройль-Бом Ансамбль Скрытая переменная Многомиры Объективный коллапс Квантовая логика Реляционный Транзакционный
Дополнительные темы Гипотеза термализации собственного состояния Квантовый отжиг Квантовый хаос Квантовые вычисления Квантовая геометрия Матрица плотности Квантовая теория поля Дробная квантовая механика Квантовая гравитация Квантовая информатика Квантовое машинное обучение Теория возмущений (квантовая механика) Релятивистская квантовая механика Теория рассеяния Теория сверхтекучего вакуума Самопроизвольное параметрическое преобразование с понижением частоты Квантовая статистическая механика
Ученые Ааронов Колокол Blackett Блох Бом Бор Родившийся Bose де Бройль Кэндлин Комптон Дирак Дэвиссон Дебай Эренфест Эйнштейн Эверетт Фок Ферми Фейнман Глаубер Gutzwiller Гейзенберг Гильберта Иордания Крамерс Паули ягненок Ландо Лауэ Мозли Милликен Оннес Планк Раби Раман Ридберг Шредингер Зоммерфельд фон Нейман Weyl Вена Вигнер Zeeman Цайлингер Гоудсмит Уленбек Ян
Категории ► Квантовая механика
v т е

Квантовая информатика - это междисциплинарная область, которая стремится понять анализ, обработку и передачу информации с использованием принципов квантовой механики . Он сочетает в себе изучение информатики с квантовыми эффектами в физике. Он включает теоретические вопросы вычислительных моделей и другие экспериментальные темы в области квантовой физики, в том числе, что можно и что нельзя делать с квантовой информацией . Термин квантовая теория информации также используется, но он не охватывает экспериментальные исследования, и его можно спутать с подполе квантовой информатики, которая касается обработки квантовой информации.

Научно-технические исследования [ править ]

Чтобы понять квантовую телепортацию , квантовую запутанность и производство аппаратного обеспечения квантового компьютера, требуется глубокое понимание квантовой физики и инженерии. С 2010-х годов был достигнут значительный прогресс в производстве квантовых компьютеров : такие компании, как Google и IBM, вкладывают значительные средства в исследования аппаратного обеспечения квантовых компьютеров . Сегодня можно построить квантовый компьютер с более чем 100 кубитами . Однако частота ошибок очень велика из-за отсутствия материала, подходящего для изготовления квантовых компьютеров. Фермионы Майорана могут быть одним из ключевых материалов, которым не хватает.^{[ необходима цитата ]}

Устройства для квантовой криптографии уже коммерциализированы. Существует старый шифр, называемый одноразовым блокнотом, который широко использовался шпионами в эпоху холодной войны . Он использует длинную последовательность случайных ключей. Если два человека безопасно обменялись одними и теми же случайными ключами, то можно только случайно расшифровать одноразовый блокнот. Однако проблемы обмена ключами могут быть решены путем использования в обмене пар квантовых запутанных частиц. Законы квантовой механики, такие как теорема об отсутствии клонирования и коллапс волновой функции, обеспечивают основу для безопасного обмена случайными ключами. Поэтому производство устройств, которые могут транспортировать квантовые запутанные частицы, является важной научной и инженерной целью.

Также необходимы языки программирования для квантовых компьютеров. Q Sharp и Qiskit - популярные языки квантового программирования.

Связанные математические предметы [ править ]

Квантовый алгоритм и квантовая теория сложности - два предмета в теории алгоритмов и вычислительной сложности . В 1994 году математик Питер Шор опубликовал свой алгоритм разложения на простые множители. Если у кого-то есть квантовый компьютер на 1000 кубитов , можно поставить под угрозу наиболее широко используемые шифры, такие как RSA и ECC, используя алгоритм Шора . Это может привести к серьезным проблемам с безопасностью для многих стран. Поэтому его статья вызвала большие инвестиции в исследования квантовых вычислений . Многие математики и криптологи готовятся вступить в эру квантовых вычислений . Видетьпост-квантовая криптография .

См. Также [ править ]

Ссылки [ править ]

• Нильсен, Майкл А .; Чуанг, Исаак Л. (июнь 2012 г.). Квантовые вычисления и квантовая информация (10-летие изд.). Кембридж: Издательство Кембриджского университета . ISBN 9780511992773. OCLC  700706156 .

Внешние ссылки [ править ]

• Quantiki - портал и вики по квантовой информации.
• ERA-Pilot QIST WP1 Европейская дорожная карта по квантовой обработке и передаче информации
• QIIC - квантовая информация, Имперский колледж Лондона.
• QIP - Quantum Information Group, Университет Лидса. Группа квантовой информации в Университете Лидса занимается исследованием широкого спектра аспектов квантовой информации. Это варьируется от алгоритмов квантовых вычислений до физических реализаций обработки информации и фундаментальных вопросов квантовой механики. Также содержит несколько базовых руководств для непрофессиональной аудитории.
• Исследовательская группа mathQI по математике и квантовой информации.
• Центр квантовой информации и технологий CQIST при Университете Южной Калифорнии
• Центр квантовой информации и управления CQuIC , включая теоретические и экспериментальные группы из Университета Нью-Мексико, Университета Аризоны.
• Центр квантовых технологий CQT при Национальном университете Сингапура
• Центр квантовых вычислений и коммуникационных технологий CQC2T
• QST @ LSU Группа квантовой науки и технологий Университета штата Луизиана