量子信息论

Polyak 发表了该术语首次出现的论文：量子信息论。 40 月，这个理论物理学最受欢迎的板块之一庆祝了一个双周年：它的存在 90 周年和长老诞辰 1975 周年。 XNUMX年教授。 来自托伦哥白尼大学物理研究所的 Roman S. Ingarden 发表了他的著作《信息的量子理论》。

罗曼·英加登

这项工作首次展示了量子信息论的系统结构图，是目前物理学“最热门”的领域之一。 许多人参加了她的出生。 在 60 年代和 70 年代之交，在教授的指导下。 Ingarden 在托伦市尼古拉哥白尼大学数学物理系，对信息论与现代物理学其他基础理论的关系进行了研究。 当时发表了许多科学论文，其中研究了热力学和量子过程中的信息运动模式。 “在那些年里，这是一种极具创新性的方法，一种智力上的奢侈，在物理学和哲学之间取得平衡。 在世界上，他是否有一小群支持者经常到我们研究所直接与英加登教授的团队合作？ ? 教授说。 来自尼古拉斯哥白尼大学物理研究所的 Andrzej Jamiolkowski。 那时，今天常用的Lindblad-Kossakovsky的进化生成元和Yamiolkovsky的同构概念被引入理论物理学。 教授事实证明，英加登对信息概念在物理学中的根本重要性是准确的。

90年代，由于量子物理学实验方法的飞速发展，最早的实验是利用光子等量子物体来存储和传输信息。 这一经验为开发新的高性能量子通信技术铺平了道路。 结果引起了世界科技界的极大兴趣。 量子信息论已经成为现代物理学中一个成熟的、极其时髦的分支。 目前，世界各地的研究中心都在研究与量子信息相关的问题，这是物理学中最热门、最具活力的发展领域之一，前景广阔。

现代计算机根据经典物理定律运行。 然而，电子电路变得如此之小，以至于你很快就会注意到量子世界特有的效应。 那么微型化的过程将迫使我们将游戏规则从经典转变为量子，解释了量子计算的发展前景，尼古拉·哥白尼物理研究所理论物理系的 Milos Michalsky 博士大学。 . 量子信息有很多非直观的属性，比如无法复制，而复制经典信息是没有问题的。 最近还知道量子信息可能是负的，这尤其令人惊讶，因为我们通常期望系统在接收到部分信息后会包含更多信息。 然而，从经典人类的角度来看，最显着的同时也是量子态作为量子信息载体的潜在非常有用的特性是能够从它们创建状态叠加。

现代计算机使用经典位进行操作，在任何时候只能处于两种状态之一，有条件地称为“0”和“1”。 量子位不同：它们可以存在于任何状态的混合（叠加）中，只有当我们读取它们时，它们的值才会取值“0”或“1”。 随着处理的信息量的增加，可以看出差异。 经典的 10 位计算机只能一步处理这样一个寄存器的 1024 (2^10) 个状态中的一个，但量子位计算机可以全部处理吗？ 也是一步到位。

将量子比特的数量增加到 100 将开启在一个周期内处理超过 XNUMX 亿亿个状态的可能性。 因此，使用足够数量的量子比特运行的计算机可以在很短的时间内实现某些用于处理量子数据的算法，例如与将大自然数分解为素因数有关的算法。 无需计算数百万年，结果将在几小时甚至几分钟内准备好。

量子信息已经找到了它的第一个商业应用。 量子密码设备是一种数据加密方法，其中信息处理的量子定律保证交换内容的完全机密性，已在市场上销售多年。 目前，一些银行使用量子加密，未来该技术很可能会失败并允许，例如，完全安全的 ATM 交易或互联网连接。 每月出版两次“数学物理报告”，介绍教授的开创性工作。 Ingarden Quantum Information Theory，是哥白尼大学物理研究所数学物理系出版的两本期刊之一； 另一个是“开放系统和信息动力学”。 这两本期刊都在 Philadelphia Thomson Scientific Master Journal 的最具影响力的科学期刊名单上。 此外，“开放系统和信息动力学”被列入波兰科学和高等教育部排名中得分最高的四本（共 60 份）波兰科学期刊。 （该材料基于国家量子技术实验室和托伦尼古拉哥白尼大学物理研究所的新闻稿）