Kvanttiinformatiikka

Kvanttiinformatiikka  on tieteenala, joka syntyi 1900-luvun lopulla kvanttimekaniikan , algoritmien teorian ja informaatioteorian risteyskohdassa . Kvanttiinformatiikka tutkii yleisiä periaatteita ja lakeja, jotka hallitsevat monimutkaisten kvanttijärjestelmien dynamiikkaa [1] . Tällaisten järjestelmien malli on kvanttitietokone .

Kvanttiinformatiikkaan kuuluvat kvanttilaskentaan ja kvanttialgoritmeihin liittyvät kysymykset , kvanttitietokoneiden fysiikka , kvantti kryptografia ja kvanttitietoteoria , ja se koskee suoraan kvanttiteorian perusteita , erityisesti mittausongelmia ja dekoherenssin kuvausta . Tärkein kvanttiinformatiikan tutkittu fysikaalinen ilmiö on kietoutuvat kvanttitilat ja niiden tuottamat monikappaleisen kvanttifysiikan ei-lokaalit ominaisuudet .

Klassisen informaatioteorian peruskäsite on bitti , joka saa arvot 0 tai 1. Kvanttiinformaatio esitetään qubitteinä ( eng.  quantum bit ). Kubitit voivat olla tilassa, joka on 0:n ja 1:n superpositio. Useat kubitit voivat olla takertuneessa tilassa . 

Kvanttiinformatiikan tärkeimmät sovellukset ovat:

• kvanttisalaus  - tämä osio on kehittynyt kaupallisten salausjärjestelmien tasolle, joita käytetään aktiivisesti tiedonsiirron salaisuuden varmistamiseen;
• kietotilateknologiat - jopa tusinan hiukkasen (fotonit, elektronien ja Cooper-parien varaustilat, elektronien ja ytimien spinit) kietoutuneiden tilojen ominaisuuksien  luotettava saaminen, todentaminen ja tutkiminen, työlaitteissa on erilliset sovellukset. Kvanttitietokoneen toimivat prototyypit (matala-kubitti - jopa 10 kubittia - kvanttiprosessorit).
• monihiukkasjärjestelmien tietokonesimulaatio - vähiten kehittynyt osa, se sisältää hypoteettisen kemian simulaattorin ja monimutkaisten järjestelmien simuloinnin kvanttitasolla, esimerkiksi kvanttiprosessorin laskennallisen mallin dekoherenssilla; vaikka simulointi suoritetaan vain klassisilla kvanttitietokonesimulaattoreilla ja suurella rinnakkaissuunnalla, on vakavia tuloksia, esimerkiksi kvanttikolmen kappaleen ongelman ratkaisu.

Katso myös

• kvanttitietoa
• kvanttitietokone
• kvanttimuisti
• kvanttialgoritmi
  • Shorin algoritmi
  • Groverin algoritmi
  • Zalka-Wiesner-algoritmi
  • Deutsch-Yozhi algoritmi
• Kvanttiavainten jakelu

Muistiinpanot

1. ↑ Kvanttiinformatiikan fyysiset ja tilastolliset perusteet . Haettu 13. elokuuta 2017. Arkistoitu alkuperäisestä 19. marraskuuta 2021. (määrätön)

Kirjallisuus

• Mario Krenn, Mehul Malik, Thomas Scheidl, Rupert Ursin, Anton Zeilinger . Kvanttiviestintä fotonien kanssa  (englanniksi)  // Optics in Our Time. — 2016. — s. 455–482. - doi : 10.1007/978-3-319-31903-2_18 . - arXiv : 1701.00989 .

Linkit

• Quantiki Arkistoitu 3. huhtikuuta 2010 Wayback Machine  - Quantum Information Science -wikiportaaliin  ;
• ERA-Pilot QIST WP1  - Eurooppalainen tiekartta kvanttitietojen käsittelyyn ja siirtoon  (eng.) ;
• QIIC arkistoitu 13. huhtikuuta 2016, Wayback Machine - Quantum Computer Science, Imperial College  London  ;
• QIP  - Quantum Information Group, Leedsin yliopisto. Harrastanut kvanttiinformatiikan lukuisten alojen tutkimusta  (englanniksi) ;
• mathQI Arkistoitu 22. tammikuuta 2018 Wayback Machine  - Mathematics and Quantum Computer Science Research  Groupissa ;
• CQIST Arkistoitu 28. kesäkuuta 2010 Wayback Machine  - Center for Quantum Information Science and Technology -keskuksessa Etelä-  Kalifornian yliopistossa ;
• CQuIC arkistoitu 20. elokuuta 2021 Wayback Machine  - Center for Quantum Information Science and Controliin, sisältää teoreettisia ja kokeellisia ryhmiä University of New Mexicosta ja University of  Arizonasta .
• CQT Arkistoitu 20. maaliskuuta 2021 Singaporen  kansallisen yliopiston  Wayback Machine - Center for Quantum Technology -keskuksessa ;
• CQC2T Arkistoitu 13. elokuuta 2021 Wayback Machine  - Center for Quantum Computing and Communicationsissa  .

Bibliografisissa luetteloissa	GND : 4705961-8 NKC : ph1013019 , ph646656