Quantum Information Theory

Gipatik ni Polyak ang papel diin ang termino unang makita: quantum information theory. Sa Hunyo, kini nga usa sa labing inila nga mga seksyon sa teoretikal nga pisika nagsaulog sa usa ka doble nga anibersaryo: ang ika-40 nga anibersaryo sa paglungtad niini ug ang ika-90 nga anibersaryo sa pagkahimugso sa tigulang. Niadtong 1975 si prof. Si Roman S. Ingarden gikan sa Institute of Physics sa Nicolaus Copernicus University sa Torun nagpatik sa iyang trabaho nga "Quantum Theory of Information".

Roman S. Ingarden

Kini nga buhat sa unang higayon nagpakita sa usa ka sistematikong structure diagram sa quantum information theory, nga karon usa sa "labing init" nga mga bahin sa pisika. Daghang mga tawo ang mitambong sa iyang pagkahimugso. Sa pagsugod sa 60s ug 70s, ubos sa paggiya ni prof. Ingarden sa Departamento sa Mathematical Physics sa Nicolaus Copernicus University sa Toruń, gihimo ang mga pagtuon sa relasyon tali sa teorya sa impormasyon ug uban pang batakang teorya sa modernong pisika. Niadtong panahona, daghang mga siyentipikong papel ang namugna, diin ang mga sumbanan sa paglihok sa impormasyon sa thermodynamic ug quantum nga mga proseso gitun-an. "Niadtong mga tuiga, kini usa ka labi ka bag-o nga pamaagi, usa ka matang sa pagpatuyang sa intelektwal, pagbalanse sa utlanan tali sa pisika ug pilosopiya. Sa kalibutan, aduna ba siyay pig-ot nga panon sa mga tigsuporta nga kanunay nga mibisita sa among institute aron direktang makigtambayayong sa grupo ni Propesor Ingarden? ? matud pa sa prof. Andrzej Jamiolkowski gikan sa Institute of Physics sa Nicolaus Copernicus University. Niadtong panahona nga ang kasagarang gigamit nga mga konsepto sa Lindblad-Kossakovsky evolutionary generator ug Yamiolkovsky isomorphism gipaila sa teoretikal nga pisika. prof. Nahimong tukma si Ingarden bahin sa sukaranang importansya sa konsepto sa impormasyon sa pisika.

Sa dekada 90, tungod sa paspas nga pag-uswag sa mga eksperimento nga pamaagi sa quantum physics, ang unang mga eksperimento gihimo gamit ang quantum nga mga butang sama sa mga photon sa pagtipig ug pagpadala sa impormasyon. Kini nga kasinatian naghatag dalan alang sa pagpalambo sa bag-ong high-performance nga mga teknolohiya alang sa quantum communication. Ang mga resulta nakapukaw ug dakong interes sa kalibotan sa siyensiya ug teknolohiya. Ang teorya sa impormasyon sa quantum nahimong usa ka hingpit ug labing uso nga sanga sa modernong pisika. Sa pagkakaron, ang mga isyu nga may kalabutan sa quantum nga impormasyon gitun-an sa mga research center sa tibuok kalibutan; usa kini sa pinakasikat ug dinamikong pagpalambo sa mga dapit sa pisika nga adunay maayong kaugmaon.

Ang modernong mga kompyuter naglihok sumala sa mga balaod sa klasikal nga pisika. Bisan pa, ang mga elektronik nga sirkito nagkagamay nga sa dili madugay imong mamatikdan ang mga epekto nga kinaiya sa kalibutan sa quantum. Unya ang mismong proseso sa miniaturization magpugos kanato sa pag-usab sa mga lagda sa dula gikan sa klasikal ngadto sa quantum, nagpatin-aw sa mga palaaboton alang sa pagpalambo sa quantum computing, Dr. Milos Michalsky gikan sa Department of Theoretical Physics sa Institute of Physics sa Nicolaus Copernicus Unibersidad. . Ang impormasyon sa quantum adunay daghang dili intuitive nga mga kabtangan, sama sa imposible nga kopyahon, samtang ang pagkopya sa klasikal nga impormasyon dili problema. Bag-o lang usab nahibal-an nga ang impormasyon sa quantum mahimong negatibo, nga labi ka katingad-an, tungod kay kasagaran atong gipaabut nga ang sistema, nga nakadawat usa ka bahin sa kasayuran, adunay daghang bahin niini. Bisan pa, ang labing katingad-an, gikan sa klasikal nga punto sa panan-aw sa tawo, ug sa samang higayon nga mahimo’g mapuslanon kaayo nga kabtangan sa mga estado sa quantum ingon mga tagdala sa kasayuran sa quantum mao ang abilidad sa paghimo og mga superposisyon sa mga estado gikan kanila.

Ang modernong mga kompyuter naglihok sa mga klasikal nga mga piraso, nga sa bisan unsang panahon mahimo lamang sa usa sa duha ka estado, nga kondisyon nga gitawag nga "0" ug "1". Lahi ang mga quantum bits: mahimo silang maglungtad sa bisan unsang sagol (superposition) sa mga estado, ug kung atong basahon kini, ang mga kantidad makuha sa kantidad nga "0" o "1". Ang kalainan makita sa pagdugang sa gidaghanon sa impormasyon nga giproseso. Ang usa ka klasikal nga 10-bit nga kompyuter mahimo ra magproseso sa usa sa 1024 (2^10) nga estado sa ingon nga rehistro sa usa ka lakang, apan ang usa ka quantum-bit nga kompyuter makaproseso silang tanan? usab sa usa ka lakang.

Ang pagdugang sa gidaghanon sa mga quantum bits sa, ingnon ta, ang 100 magbukas sa posibilidad sa pagproseso sa kapin sa usa ka libo ka bilyon ka bilyon nga estado sa usa ka siklo. Sa ingon, ang usa ka kompyuter nga naglihok nga adunay igo nga gidaghanon sa mga quantum bits mahimo, sa mubo nga panahon, mag-implementar sa piho nga mga algorithm alang sa pagproseso sa datos sa quantum, pananglitan, ang mga may kalabutan sa pag-factor sa daghang natural nga mga numero sa panguna nga mga hinungdan. Imbes nga kuwentahon ang minilyon ka tuig, ang resulta mahimong andam na sa pipila lang ka oras o bisan mga minuto.

Ang impormasyon sa quantum nakit-an na ang una nga komersyal nga aplikasyon. Ang quantum cryptography nga mga himan, mga pamaagi sa pag-encrypt sa datos diin ang quantum nga mga balaod sa pagproseso sa impormasyon naggarantiya sa kompleto nga pagkakompidensyal sa gibaylo nga sulod, anaa na sa merkado sulod sa pipila ka tuig. Sa pagkakaron, ang quantum encryption gigamit sa pipila ka mga bangko, sa umaabot nga ang teknolohiya lagmit nga mapakyas ug tugotan, pananglitan, hingpit nga luwas nga mga transaksyon sa ATM o mga koneksyon sa Internet. Gipatik kaduha sa usa ka bulan nga "Reports on Mathematical Physics", nga nagpresentar sa pagpayunir nga buhat sa prof. Ang Ingarden Quantum Information Theory, maoy usa sa duha ka peryodiko nga gipatik sa Departamento sa Mathematical Physics sa Institute of Physics sa Nicolaus Copernicus University; ang usa mao ang "Open Systems and Information Dynamics". Ang duha nga mga journal naa sa listahan sa Philadelphia Thomson Scientific Master Journal sa labing impluwensyal nga siyentipikong mga journal. Dugang pa, ang "Open Systems and Information Dynamics" gilakip sa grupo sa upat (gikan sa 60) nga Polish nga siyentipikong mga journal nga adunay labing taas nga marka sa ranggo sa Ministry of Science ug Higher Education. (Ang materyal gibase sa usa ka press release gikan sa National Laboratory of Quantum Technologies ug sa Institute of Physics sa Nicolaus Copernicus University sa Toruń)