Teoria cuantică a informațiilor
Polyak a publicat lucrarea în care apare prima dată termenul: teoria informației cuantice. În iunie, aceasta dintre cele mai populare secțiuni ale fizicii teoretice a sărbătorit o dublă aniversare: 40 de ani de la existența sa și 90 de ani de la nașterea bătrânului. În 1975 prof. Roman S. Ingarden de la Institutul de Fizică de la Universitatea Nicolaus Copernic din Torun și-a publicat lucrarea „Teoria cuantică a informațiilor”.
Roman S. Ingarden
Această lucrare a prezentat pentru prima dată o diagramă de structură sistematică a teoriei informației cuantice, care este acum una dintre cele mai „fire” domenii ale fizicii. Mulți oameni au fost prezenți la nașterea ei. La cumpăna anilor 60-70, sub îndrumarea prof. Ingarden, de la Departamentul de Fizică Matematică a Universității Nicolaus Copernicus din Toruń, au fost efectuate studii privind relația dintre teoria informației și alte teorii de bază ale fizicii moderne. În acel moment, au fost create multe lucrări științifice, în care au fost studiate modelele de mișcare a informațiilor în procesele termodinamice și cuantice. „În acei ani, a fost o abordare extrem de inovatoare, un fel de extravaganță intelectuală, echilibrată la granița dintre fizică și filozofie. În lume, avea o mulțime restrânsă de susținători care vizitau adesea institutul nostru pentru a lucra direct cu echipa profesorului Ingarden? ? spune prof. Andrzej Jamiolkowski de la Institutul de Fizică de la Universitatea Nicolaus Copernic. Atunci au fost introduse în fizica teoretică conceptele utilizate în mod obișnuit ale generatorului evolutiv Lindblad-Kossakovsky și izomorfismul Yamiolkovsky. prof. Ingarden s-a dovedit a fi exact în ceea ce privește importanța fundamentală a conceptului de informație în fizică.
În anii 90, datorită dezvoltării rapide a metodelor experimentale ale fizicii cuantice, primele experimente au fost efectuate folosind obiecte cuantice precum fotonii pentru a stoca și transmite informații. Această experiență a deschis calea pentru dezvoltarea de noi tehnologii de înaltă performanță pentru comunicarea cuantică. Rezultatele au trezit un mare interes în lumea științei și tehnologiei. Teoria informației cuantice a devenit o ramură cu drepturi depline și extrem de la modă a fizicii moderne. În prezent, problemele legate de informația cuantică sunt studiate în centrele de cercetare din întreaga lume; aceasta este una dintre cele mai populare și în dezvoltare dinamică domenii ale fizicii cu un viitor mare.
Calculatoarele moderne funcționează în conformitate cu legile fizicii clasice. Cu toate acestea, circuitele electronice devin atât de mici încât veți observa în curând efecte care sunt caracteristice lumii cuantice. Atunci chiar procesul de miniaturizare ne va obliga să schimbăm regulile jocului de la clasic la cuantic, explică perspectivele dezvoltării calculului cuantic, dr. Milos Michalsky de la Departamentul de Fizică Teoretică a Institutului de Fizică al lui Nicolaus Copernic. Universitate. . Informația cuantică are multe proprietăți non-intuitive, cum ar fi imposibilitatea de copiat, în timp ce copiarea informațiilor clasice nu este problematică. De asemenea, recent a devenit cunoscut faptul că informația cuantică poate fi negativă, ceea ce este deosebit de surprinzător, deoarece de obicei ne așteptăm ca sistemul, după ce a primit o porțiune de informație, să conțină mai multă. Cu toate acestea, cea mai remarcabilă, din punct de vedere uman clasic, și în același timp potențial foarte utilă proprietate a stărilor cuantice ca purtători de informații cuantice este capacitatea de a crea suprapuneri de stări din acestea.
Calculatoarele moderne operează cu biți clasici, care în orice moment pot fi doar în una dintre cele două stări, numite condiționat „0” și „1”. Biții cuantici sunt diferiți: pot exista în orice amestec (suprapunere) de stări și numai atunci când îi citim, valorile iau valoarea „0” sau „1”. Diferența poate fi observată cu o creștere a cantității de informații procesate. Un computer clasic pe 10 biți poate procesa doar una dintre cele 1024 (2^10) stări ale unui astfel de registru într-un singur pas, dar un computer cu biți cuantici le poate procesa pe toate? tot într-un singur pas.
Creșterea numărului de biți cuantici la, să zicem, 100 va deschide posibilitatea procesării a peste o mie de miliarde de miliarde de miliarde de state într-un singur ciclu. Astfel, un computer care funcționează cu un număr suficient de biți cuantici ar putea, într-un timp foarte scurt, să implementeze anumiți algoritmi de prelucrare a datelor cuantice, de exemplu, cei care țin de factorizarea numerelor naturale mari în factori primi. În loc să calculăm milioane de ani, rezultatul va fi gata în doar câteva ore sau chiar minute.
Informația cuantică și-a găsit deja prima aplicație comercială. Dispozitivele de criptografie cuantică, metode de criptare a datelor în care legile cuantice ale procesării informațiilor garantează confidențialitatea completă a conținutului schimbat, sunt disponibile pe piață de câțiva ani. Momentan, criptarea cuantică este folosită de unele bănci, în viitor tehnologia va eșua cel mai probabil și va permite, de exemplu, tranzacții complet sigure la ATM sau conexiuni la Internet. Publicat de două ori pe lună „Rapoarte de fizică matematică”, care prezintă munca de pionierat a prof. Ingarden Quantum Information Theory, este una dintre cele două periodice publicate de Departamentul de Fizică Matematică a Institutului de Fizică al Universității Nicolaus Copernicus; celălalt este „Sisteme deschise și dinamica informațională”. Ambele reviste se află pe lista celor mai influente reviste științifice a Philadelphia Thomson Scientific Master Journal. În plus, „Sisteme deschise și dinamica informațională” este inclusă în grupul de patru (din 60) reviste științifice poloneze cu cele mai mari scoruri în clasamentul Ministerului Științei și Învățământului Superior. (Materialul se bazează pe un comunicat de presă de la Laboratorul Național de Tehnologii Cuantice și Institutul de Fizică al Universității Nicolaus Copernicus din Toruń)
