Квантын мэдээллийн онол
Поляк "Квант мэдээллийн онол" гэсэн нэр томъёо анх гарч ирсэн нийтлэлээ нийтлэв. Зургадугаар сард онолын физикийн хамгийн алдартай салбаруудын нэг нь оршин тогтносны 40 жилийн ой, ахмад настны мэндэлсний 90 жилийн ойг давхар тэмдэглэв. 1975 онд проф. Торун дахь Николай Коперникийн их сургуулийн Физикийн хүрээлэнгийн ажилтан Роман С.Ингарден "Мэдээллийн квант онол" хэмээх бүтээлээ хэвлүүлсэн.
Роман С.Ингарден
Энэхүү бүтээл нь одоо физикийн "хамгийн халуун" салбаруудын нэг болсон квант мэдээллийн онолын системчилсэн бүтцийн диаграммыг анх удаа үзүүлсэн юм. Түүнийг төрөхөд олон хүн оролцсон. 60-70-аад оны зааг дээр проф. Ингарден Торун дахь Николай Коперникийн их сургуулийн Математик физикийн тэнхимд мэдээллийн онол болон орчин үеийн физикийн бусад үндсэн онолуудын хоорондын хамаарлын талаар судалгаа хийжээ. Тэр үед термодинамик болон квант процесс дахь мэдээллийн хөдөлгөөний хэв маягийг судалсан шинжлэх ухааны олон бүтээлүүд бий болсон. “Тэр жилүүдэд энэ нь физик, философийн зааг дээр тэнцвэржүүлсэн оюуны үрэлгэн байдал, туйлын шинэлэг арга байсан. Дэлхий дээр түүнийг профессор Ингардены багтай шууд хамтран ажиллахаар манай хүрээлэнд байнга зочилдог цөөн тооны дэмжигчид байсан уу? ? гэж проф. Николаус Коперникийн их сургуулийн Физикийн хүрээлэнгийн ажилтан Анджей Жамиолковски. Тэр үед л өнөө үед түгээмэл хэрэглэгддэг Линдблад-Косаковскийн хувьслын үүсгэгч, Ямиолковскийн изоморфизм гэсэн ойлголтууд онолын физикт нэвтэрсэн юм. проф. Ингарден физикийн мэдээллийн үзэл баримтлалын үндсэн ач холбогдлын талаар үнэн зөв байсан.
90-ээд онд квант физикийн туршилтын аргууд хурдацтай хөгжиж байгаатай холбогдуулан мэдээллийг хадгалах, дамжуулахын тулд фотон зэрэг квант объектуудыг ашиглан анхны туршилтуудыг хийжээ. Энэхүү туршлага нь квант харилцаа холбооны өндөр хүчин чадалтай шинэ технологийг хөгжүүлэх замыг тавьсан юм. Үр дүн нь шинжлэх ухаан, технологийн ертөнцөд ихээхэн сонирхлыг төрүүлэв. Квантын мэдээллийн онол нь орчин үеийн физикийн бүрэн эрхт, маш загварлаг салбар болжээ. Одоогийн байдлаар дэлхийн судалгааны төвүүдэд квант мэдээлэлтэй холбоотой асуудлуудыг судалж байгаа бөгөөд энэ нь ирээдүйтэй физикийн хамгийн алдартай, динамик хөгжиж буй салбаруудын нэг юм.
Орчин үеийн компьютерууд сонгодог физикийн хуулийн дагуу ажилладаг. Гэсэн хэдий ч электрон хэлхээнүүд маш жижиг болж байгаа тул та удахгүй квант ертөнцийн онцлог шинж чанарыг анзаарах болно. Дараа нь жижигрүүлэх үйл явц нь биднийг тоглоомын дүрмийг сонгодог хэлбэрээс квант болгон өөрчлөхөд хүргэнэ гэж Николай Коперникийн нэрэмжит Физикийн хүрээлэнгийн онолын физикийн тэнхимийн доктор Милош Михалский квант тооцооллын хөгжлийн хэтийн төлөвийг тайлбарлав. Их сургууль. . Квантын мэдээлэл нь хуулбарлах боломжгүй гэх мэт зөн совингийн бус олон шинж чанартай байдаг бол сонгодог мэдээллийг хуулбарлахад асуудал гардаггүй. Квантын мэдээлэл нь сөрөг байж болох нь саяхан мэдэгдэж байсан бөгөөд энэ нь ялангуяа гайхмаар зүйл юм, учир нь бид мэдээллийн тодорхой хэсгийг хүлээн авсан систем нь түүнээс илүү ихийг агуулна гэж найдаж байна. Гэсэн хэдий ч хүн төрөлхтний сонгодог үүднээс авч үзвэл квантын төлөв байдлын хамгийн гайхамшигтай, мөн үүний зэрэгцээ квант мэдээллийн тээвэрлэгч болох маш ашигтай шинж чанар бол тэдгээрээс төлөв байдлын суперпозиция үүсгэх чадвар юм.
Орчин үеийн компьютерууд сонгодог битүүдээр ажилладаг бөгөөд энэ нь ямар ч үед зөвхөн "0" ба "1" гэж нэрлэгддэг хоёр төлөвийн аль нэгэнд байж болно. Квантын битүүд нь өөр өөр байдаг: тэдгээр нь төлөв байдлын аль ч холимог (суперпозиция) байж болох бөгөөд зөвхөн бид тэдгээрийг уншихад утгууд нь "0" эсвэл "1" гэсэн утгыг авдаг. Боловсруулсан мэдээллийн хэмжээ ихсэх тусам ялгааг харж болно. Сонгодог 10 битийн компьютер ийм регистрийн 1024 (2^10) төлөвийн зөвхөн нэгийг нь нэг алхамаар боловсруулж чаддаг бол квант битийн компьютер бүгдийг нь боловсруулж чадах уу? бас нэг алхамаар.
Квантын битийн тоог 100 хүртэл нэмэгдүүлэх нь нэг мөчлөгт мянга гаруй тэрбум тэрбум мужийг боловсруулах боломжийг нээх болно. Тиймээс, хангалттай тооны квант битээр ажилладаг компьютер нь маш богино хугацаанд квант өгөгдлийг боловсруулах тодорхой алгоритмуудыг, жишээлбэл, том натурал тоог анхны хүчин зүйл болгон хуваахтай холбоотой алгоритмуудыг хэрэгжүүлж чадна. Хэдэн сая жилийг тооцохын оронд хэдхэн цаг, бүр минутын дотор үр дүн нь бэлэн болно.
Квантын мэдээлэл нь арилжааны анхны хэрэглээгээ аль хэдийн олсон байна. Мэдээллийн боловсруулалтын квант хуулиуд нь солилцсон контентын бүрэн нууцлалыг баталгаажуулдаг квант криптографийн төхөөрөмжүүд болох өгөгдлийг шифрлэх аргуудыг зах зээл дээр хэдэн жилийн турш ашиглах боломжтой болсон. Одоогийн байдлаар квант шифрлэлтийг зарим банкууд ашиглаж байгаа бөгөөд ирээдүйд технологи нь бүтэлгүйтэх магадлалтай бөгөөд жишээлбэл, АТМ-ийн гүйлгээ эсвэл интернет холболтыг бүрэн хамгаалах боломжийг олгоно. Проф. Ingarden Quantum Information Theory бол Николаус Коперникийн Их Сургуулийн Физикийн Хүрээлэнгийн Математик Физикийн тэнхимээс хэвлэгдсэн хоёр тогтмол хэвлэлийн нэг юм; нөгөө нь "Нээлттэй систем ба мэдээллийн динамик". Энэ хоёр сэтгүүл нь Филадельфи Томсоны шинжлэх ухааны мастер сэтгүүлийн хамгийн нөлөө бүхий шинжлэх ухааны сэтгүүлүүдийн жагсаалтад багтдаг. Нэмж дурдахад "Нээлттэй систем ба мэдээллийн динамик" нь Шинжлэх ухаан, дээд боловсролын яамны чансаанд хамгийн өндөр оноотой Польшийн шинжлэх ухааны сэтгүүлийн 60 (XNUMX-аас) багтсан болно. (Материалыг Квантын технологийн үндэсний лаборатори болон Торун дахь Николаус Коперникийн их сургуулийн Физикийн хүрээлэнгийн хэвлэлийн мэдээнд үндэслэсэн болно)
