Quanteninformationstheorie

Polyak publizéiert de Pabeier an deem de Begrëff fir d'éischt erschéngt: Quanteinformatiounstheorie. Am Juni huet dëst ee vun de populäersten Sektiounen vun der theoretescher Physik en duebelen Anniversaire gefeiert: de 40. Anniversaire vu senger Existenz an den 90. Anniversaire vun der Gebuert vum Eelere. 1975 huet Prof. De Roman S. Ingarden vum Institut fir Physik op der Nicolaus Copernicus Universitéit zu Torun huet säi Wierk "Quantetheorie vun Informatioun" publizéiert.

Roman S. Ingarden

Dëst Wierk huet fir d'éischte Kéier e systematesch Strukturdiagramm vun der Quanteinformatiounstheorie presentéiert, déi elo ee vun de "waarmsten" Beräicher vun der Physik ass. Vill Leit hunn hir Gebuert besicht. Um Enn vun de 60er a 70er Joren ënner der Leedung vum Prof. Ingarden am Departement mathematesch Physik vun der Nicolaus Copernicus Universitéit zu Toruń gouf Fuerschung iwwer d'Relatioun tëscht Informatiounstheorie an aner Basistheorien vun der moderner Physik duerchgefouert. Zu där Zäit goufe vill wëssenschaftlech Aarbechte geschaf, an deenen d'Mustere vun der Informatiounsbewegung an thermodynamesche a Quanteprozesser studéiert goufen. "An deene Jore war et eng extrem innovativ Approche, eng Zort intellektuell Extravaganz, déi op der Grenz tëscht Physik a Philosophie balancéiert. Huet hien op der Welt eng schmuel Unhänger déi dacks eisen Institut besicht hunn fir direkt mat dem Professer Ingarden Team ze schaffen? ? seet de prof. Andrzej Jamiolkowski vum Institut fir Physik op der Nicolaus Copernicus Universitéit. Et war deemools datt déi allgemeng benotzt Konzepter vum Lindblad-Kossakovsky Evolutiounsgenerator a Yamiolkovsky Isomorphismus an theoretesch Physik agefouert goufen. prof. Den Ingarden huet sech erausgestallt fir richteg ze sinn wat d'fundamental Wichtegkeet vum Informatiounskonzept an der Physik ugeet.

An den 90er Joren, wéinst der séierer Entwécklung vun den experimentellen Methoden vun der Quantephysik, goufen déi éischt Experimenter mat Quantenobjekter wéi Photonen duerchgefouert fir Informatioun ze späicheren an ze vermëttelen. Dës Erfahrung huet de Wee gemaach fir d'Entwécklung vun neie High-Performance Technologien fir Quantekommunikatioun. D'Resultater hunn e groussen Interessi an der Welt vun der Wëssenschaft an der Technologie erwächt. D'Quanteinformatiounstheorie ass eng vollwäerteg an extrem fashionable Branche vun der moderner Physik ginn. Am Moment ginn Themen am Zesummenhang mat Quanteninformatioun a Fuerschungszentren ronderëm d'Welt studéiert; dëst ass ee vun de populäersten an dynamesch entwéckelte Beräicher vun der Physik mat enger grousser Zukunft.

Modern Computeren funktionnéieren no de Gesetzer vun der klassescher Physik. Wéi och ëmmer, elektronesch Circuiten ginn esou kleng datt Dir geschwënn Effekter bemierkt déi charakteristesch fir d'Quantewelt sinn. Da wäert de ganz Prozess vun der Miniaturiséierung eis zwéngen, d'Spillregele vu klassesch op Quanten z'änneren, erkläert d'Perspektiven fir d'Entwécklung vu Quantecomputer, Dr Milos Michalsky vum Departement Theoretesch Physik vum Institut fir Physik vum Nicolaus Copernicus Universitéit. . Quantephysik Informatioun huet vill net-intuitiv Eegeschaften, sou wéi onméiglech ze kopéieren, während d'Kopie vun der klassescher Informatioun net problematesch ass. Et gouf och viru kuerzem bekannt datt d'Quanteinformatioun negativ ka sinn, wat besonnesch iwwerraschend ass, well mir normalerweis erwaarden datt de System, nodeems en Deel vun Informatioun kritt huet, méi dovun enthält. Wéi och ëmmer, déi bemierkenswäert, aus der klassescher mënschlecher Siicht, a gläichzäiteg potenziell ganz nëtzlech Eegeschafte vu Quantestaaten als Träger vu Quanteninformatioun ass d'Fäegkeet, Superpositioune vu Staaten aus hinnen ze kreéieren.

Modern Computeren funktionnéieren mat klassesche Bits, déi zu all Moment nëmmen an engem vun zwee Staaten kënne sinn, bedingt "0" an "1" genannt. Quantebits sinn ënnerschiddlech: si kënnen an all Mëschung (Superposition) vu Staaten existéieren, an nëmme wa mir se liesen, huelen d'Wäerter de Wäert "0" oder "1". Den Ënnerscheed ka gesi ginn mat enger Erhéijung vun der Quantitéit vun der veraarbechter Informatioun. E klassesche 10-Bit Computer kann nëmmen ee vun den 1024 (2^10) Staate vun esou engem Register an engem Schrëtt veraarbecht, awer e Quantebit Computer kann se all veraarbecht? och an engem Schrëtt.

D'Erhéijung vun der Zuel vu Quantebits op, sot, 100 wäert d'Méiglechkeet opmaachen fir iwwer dausend Milliarde Milliarde Milliarde Staaten an engem eenzegen Zyklus ze veraarbecht. Also, e Computer, deen mat enger genuch Zuel vu Quantebits funktionnéiert, kéint a ganz kuerzer Zäit gewësse Algorithmen fir d'Veraarbechtung vu Quantendaten ëmsetzen, zum Beispill déi, déi d'Faktoriséierung vu groussen natierlechen Zuelen a Prime Faktoren betreffen. Amplaz Millioune vu Joer ze berechnen, wäert d'Resultat an nëmmen e puer Stonnen oder souguer Minutten fäerdeg sinn.

Quantephysik Informatioun huet scho seng éischt kommerziell Applikatioun fonnt. Quantekryptografie-Geräter, Dateverschlësselungsmethoden, an deenen d'Quantegesetzer vun der Informatiounsveraarbechtung déi komplett Vertraulechkeet vum ausgetoschten Inhalt garantéieren, sinn zënter e puer Joer um Maart verfügbar. Am Moment gëtt Quanteverschlësselung vun e puer Banken benotzt, an Zukunft wäert d'Technologie héchstwahrscheinlech ausfalen an erlaben zum Beispill komplett sécher Geldautomaten Transaktiounen oder Internetverbindungen. Verëffentlecht zweemol am Mount "Rapporten iwwer Mathematesch Physik", déi d'Pionéieraarbecht vum Prof. Ingarden Quantum Information Theory, ass eng vun zwee Zäitschrëften publizéiert vum Departement mathematesch Physik vum Institut fir Physik vun der Nicolaus Copernicus Universitéit; déi aner ass "Open Systemer an Informatiounsdynamik". Béid Zäitschrëften sinn op der Philadelphia Thomson Scientific Master Journal Lëscht vun den Aflossräichste wëssenschaftleche Zäitschrëften. Zousätzlech ass "Open Systems and Information Dynamics" an der Grupp vu véier (vun 60) polnesche wëssenschaftleche Zäitschrëften mat den héchste Scores am Ranking vum Ministère fir Wëssenschaft an Héichschoul abegraff. (D'Material baséiert op enger Pressematdeelung vum National Laboratory of Quantum Technologies an dem Institut fir Physik vun der Nicolaus Copernicus Universitéit zu Toruń)