30-08-2023
Квантовая информатика (сокр. "КИ" ); более узкий термин: Квантовая информация — новый раздел науки, возникший на стыке квантовой механики, алгоритмов и теории информации. В квантовой информатике изучаются общие принципы и законы, управляющие динамикой сложных квантовых систем. Моделью таких систем является Квантовый компьютер. КИ включает в себя вопросы квантовых вычислений и квантовых алгоритмов, физику квантовых компьютеров, квантовой криптографии и квантовой теории информации. КИ непосредственно касается оснований квантовой теории, в частности, проблемы измерений и описания декогерентности. Важнейшим физическим явлением, которое изучается в квантовой информатике, является 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 (quantum bit). Кубиты могут находиться в состоянии, являющемся суперпозицией 0 и 1. Несколько кубитов могут быть в запутанном состоянии (entangled).
Важнейшими приложениями квантовой информатики являются:
1). Квантовая криптография. Этот раздел развился до уровня коммерческих систем криптографии, активно применяемых для обеспечения секретности передачи информации.
2). Технологии запутанных состояний. Надежное 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 (мало кубитные - до 10 кубитов - квантовые процессоры).
3). 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 ведется только с использованием классических симуляторов квантового компьютера и с большим распараллеливанием. Есть отдельные серьёзные результаты, например, решение квантовой проблемы трех тел.
(не окончено)
Квантовая информатика.