Часть серии по |
Квантовая механика |
---|
Информационная наука |
---|
Общие аспекты |
|
Связанные поля и подполя |
|
Квантовая информатика - это междисциплинарная область, которая пытается понять анализ, обработку и передачу информации через призму принципов квантовой механики . Он сочетает в себе изучение информатики с квантовыми эффектами в физике. Он включает теоретические вопросы вычислительных моделей, а также больше экспериментальных тем в квантовой физике, включая то, что можно и что нельзя делать с квантовой информацией . Термин квантовая теория информации также используется, но он не охватывает экспериментальные исследования в этой области и может быть перепутан с подполем квантовой информатики, изучающим обработку квантовой информации.
Научно-технические исследования [ править ]
Квантовая телепортация , квантовая запутанность и производство аппаратного обеспечения квантового компьютера требуют серьезного понимания квантовой физики и техники. 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 количество ошибок настолько велико, что пока нельзя сказать, что у нас есть материал, пригодный для квантовых компьютеров. Фермионы Майорана могут быть одним из ключевых материалов. [цитата необходима ]
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 обмениваются одними и теми же случайными ключами, невозможно расшифровать один блокнот, кроме как случайно, но обмен ключами - непростая задача. Однако проблемы обмена ключами могут быть решены путем обмена квантовыми запутанными парами частиц. Законы квантовой механики, такие как теорема об отсутствии клонирования и коллапс волновой функции, обеспечивают безопасный обмен случайными ключами. Итак, создание устройств, которые могут транспортировать квантовые запутанные частицы, является важной научной и инженерной проблемой.
Языки программирования для квантовых компьютеров также необходимы. 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 ]
- Теория информации
- Квантовая механика
- Квантовые вычисления
- Квантовая коррекция ошибок
- Квантовая теория информации
- Квантовая криптография и ее обобщение, квантовая коммуникация
- Сложность квантовой коммуникации
- Квантовая запутанность , как видно с теоретико-информационной точки зрения
- Квантовое плотное кодирование
- Квантовая телепортация
- Классическая емкость с помощью сцепления
- Теорема об отсутствии связи
- Квантовая емкость
- Квантовый канал связи
- Сложность квантового дерева решений
- Хронология квантовых вычислений и коммуникации
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