Квантова інформатика

Квантова інформатика (скор. "КИ"); більш вузький термін: Квантова інформація - новий розділ науки, що виник на стику квантової механіки, алгоритмів і теорії інформації. У квантової інформатики вивчаються загальні принципи та закони, що управляють динамікою складних квантових систем. Моделлю таких систем є Квантовий комп'ютер.

КИ включає в себе питання квантових обчислень і квантових алгоритмів, фізику квантових комп'ютерів, квантової криптографії і квантової теорії інформації. КИ безпосередньо стосується підстав квантової теорії, зокрема, проблеми вимірювань і опису декогерентності. Найважливішим фізичним явищем, яке вивчається в квантовій інформатиці, є заплутані квантові стани і породжувані ними нелокальні властивості квантової фізики багатьох тіл.

Базовим поняттям класичної теорії інформації є біт, що приймає значення 0 або 1. Квантова інформація представляється в кубітах (quantum bit). Кубіти можуть знаходитися в стані, який є суперпозицією 0 і 1. Кілька кубітів можуть бути в заплутаному стані (entangled).

Найважливішими додатками квантової інформатики є:

1). Квантова криптографія. Цей розділ розвинувся до рівня комерційних систем криптографії, активно застосовуються для забезпечення секретності передачі інформації.

2). Технології заплутаних станів. Надійне отримання, верифікація та вивчення властивостей заплутаних станів до десятка частинок (фотони, зарядові стани електронів і куперовських пар, спини електронів і ядер). Є окремі додатки у працюючих приладах. Працюючі прообрази квантового комп'ютера (мало кубітние - до 10 кубітів - квантові процесори).

3). Комп'ютерне моделювання систем багатьох частинок. Найменш розроблений розділ. Він включає гіпотетичний симулятор хімії та моделювання складних систем на квантовому рівні, наприклад, обчислювальна модель квантового процесора з декогерентності; поки моделювання ведеться тільки з використанням класичних симуляторів квантового комп'ютера і з великим розпаралелюванням. Є окремі серйозні результати, наприклад, рішення квантової проблеми трьох тел.

(Не закінчено)


Квантовий алгоритм