Квантовая информатика — раздел науки, возникший в конце XX века на стыке квантовой механики, теории алгоритмов и теории информации. В квантовой информатике изучаются общие принципы и законы, управляющие динамикой сложных квантовых систем. Моделью таких систем является квантовый компьютер.
Квантовая информатика включает в себя вопросы квантовых вычислений и квантовых алгоритмов, физику квантовых компьютеров, квантовой криптографии и квантовой теории информации, непосредственно касается оснований квантовой теории, в частности, проблемы измерений и описания декогерентности. Важнейшим физическим явлением, которое изучается в квантовой информатике, являются запутанные квантовые состояния и порождаемые ими нелокальные свойства квантовой физики многих тел.
Базовым понятием классической теории информации является бит, принимающий значения 0 или 1. Квантовая информация представляется в кубитах (). Кубиты могут находиться в состоянии, являющемся суперпозицией 0 и 1. Несколько кубитов могут быть в запутанном состоянии ().
Важнейшие приложения квантовой информатики: квантовая криптография — этот раздел развился до уровня коммерческих систем криптографии, активно применяемых для обеспечения секретности передачи информации; технологии запутанных состояний — надёжное получение, верификация и изучение свойств запутанных состояний до десятка частиц (фотоны, зарядовые состояния электронов и куперовских пар, спины электронов и ядер), есть отдельные приложения в работающих приборах. Работающие прообразы квантового компьютера (малокубитные — до 10 кубитов — квантовые процессоры). компьютерное моделирование систем многих частиц — наименее разработанный раздел, он включает гипотетический симулятор химии и моделирование сложных систем на квантовом уровне, например, вычислительная модель квантового процессора с декогерентностью; пока моделирование ведётся только с использованием классических симуляторов квантового компьютера и с большим распараллеливанием, есть отдельные серьёзные результаты, например, решение квантовой проблемы трех тел.
См. также Квантовая информация Квантовый компьютер Квантовая память Квантовый алгоритм Алгоритм Шора Алгоритм Гровера Алгоритм Залки — Визнера Алгоритм Дойча — Йожи Квантовое распределение ключей
Примечания
Литература
Ссылки Quantiki — портал квантовой информатики c wiki; ERA-Pilot QIST WP1 — европейская дорожная карта по квантовой обработке и передаче информации; QIIC — квантовая информатика, Имперский колледж Лондона; QIP — квантовая информационная группа, университет Лидса. Занимается исследованием широкого спектра направлений квантовой информатики; mathQI — исследовательская группа по математике и квантовой информатике; CQIST — Центр квантовой информатики и технологий в Университете Южной Калифорнии; CQuIC — Центр квантовой информатики и контроля, включает теоретические и экспериментальные группы из университета Нью-Мексико и университета Аризоны; CQT — Центр квантовых технологий в Национальном университете Сингапура; CQC2T — Центр квантовых вычислений и коммуникаций.
Категория:Информатика Категория:Квантовая физика Категория:Теория алгоритмов Категория:Теория информации Категория:Квантовая механика