Kuantum Bilgi Teorisi

Polyak, terimin ilk ortaya çıktığı makaleyi yayınladı: kuantum bilgi teorisi. Haziran ayında, teorik fiziğin en popüler bölümlerinden biri olan bu bölüm, çifte yıldönümünü kutladı: varlığının 40. yıldönümü ve yaşlıların doğumunun 90. yıldönümü. 1975 yılında Prof. Torun'daki Nicolaus Copernicus Üniversitesi Fizik Enstitüsü'nden Roman S. Ingarden, "Quantum Theory of Information" adlı çalışmasını yayınladı.

Roman S. Ingarden

Bu çalışma, ilk kez, şimdi fiziğin "en sıcak" alanlarından biri olan kuantum bilgi teorisinin sistematik bir yapı diyagramını sundu. Doğumuna birçok kişi katıldı. 60'ların ve 70'lerin başında, prof rehberliğinde. Ingarden, Toruń'daki Nicolaus Copernicus Üniversitesi Matematiksel Fizik Bölümü'nde bilgi teorisi ile modern fiziğin diğer temel teorileri arasındaki ilişki üzerine çalışmalar yaptı. O zaman, termodinamik ve kuantum süreçlerindeki bilgi hareketi kalıplarının incelendiği birçok bilimsel makale oluşturuldu. “O yıllarda, fizik ve felsefe arasındaki sınırda dengeleyici, son derece yenilikçi bir yaklaşım, bir tür entelektüel savurganlıktı. Dünyada, doğrudan Profesör Ingarden'ın ekibiyle çalışmak için sık sık enstitümüzü ziyaret eden dar bir destekçi kitlesi var mıydı? ? diyor prof. Nicolaus Copernicus Üniversitesi Fizik Enstitüsü'nden Andrzej Jamiolkowski. O zaman, Lindblad-Kossakovsky'nin evrimsel jeneratörü ve bugün yaygın olarak kullanılan Yamiolkovsky'nin izomorfizmi kavramları teorik fiziğe tanıtıldı. Prof. Ingarden, fizikteki bilgi kavramının temel önemi konusunda doğru çıktı.

90'lı yıllarda, kuantum fiziğinin deneysel yöntemlerinin hızla gelişmesi nedeniyle, bilgiyi depolamak ve iletmek için fotonlar gibi kuantum nesneleri kullanılarak ilk deneyler yapıldı. Bu deneyim, kuantum iletişimi için yeni yüksek performanslı teknolojilerin geliştirilmesinin yolunu açtı. Sonuçlar bilim ve teknoloji dünyasında büyük ilgi uyandırdı. Kuantum bilgi teorisi, modern fiziğin tam teşekküllü ve son derece moda bir dalı haline geldi. Şu anda, kuantum bilgisi ile ilgili konular dünya çapındaki araştırma merkezlerinde incelenmektedir; bu, büyük bir geleceğe sahip en popüler ve dinamik olarak gelişen fizik alanlarından biridir.

Modern bilgisayarlar klasik fizik yasalarına göre çalışır. Bununla birlikte, elektronik devreler o kadar küçülüyor ki, kuantum dünyasının özelliği olan etkileri yakında fark edeceksiniz. O zaman minyatürleştirme sürecinin kendisi bizi oyunun kurallarını klasikten kuantuma değiştirmeye zorlayacak, kuantum hesaplamanın gelişimi için beklentileri açıklıyor, Nicolaus Copernicus Fizik Enstitüsü Teorik Fizik Bölümü'nden Dr. Milos Michalsky Üniversite. . Kuantum bilginin kopyalanmasının imkansız olması gibi sezgisel olmayan birçok özelliği vardır, klasik bilgiyi kopyalamak ise problemli değildir. Son zamanlarda, kuantum bilgisinin negatif olabileceği de biliniyordu, bu özellikle şaşırtıcıdır, çünkü genellikle bilginin bir kısmını alan sistemin daha fazlasını içermesini bekleriz. Bununla birlikte, klasik insan bakış açısından en dikkat çekici ve aynı zamanda kuantum bilgilerinin taşıyıcıları olarak kuantum durumlarının potansiyel olarak çok yararlı özelliği, onlardan durumların süperpozisyonlarını yaratma yeteneğidir.

Modern bilgisayarlar, herhangi bir zamanda koşullu olarak "0" ve "1" olarak adlandırılan iki durumdan yalnızca birinde olabilen klasik bitlerle çalışır. Kuantum bitleri farklıdır: durumların herhangi bir karışımında (süperpozisyon) bulunabilirler ve yalnızca onları okuduğumuzda değerler "0" veya "1" değerini alır. Fark, işlenen bilgi miktarındaki artışla görülebilir. Klasik bir 10 bit bilgisayar, böyle bir kaydın 1024 (2^10) durumundan yalnızca birini tek adımda işleyebilir, ancak kuantum bit bilgisayar hepsini işleyebilir mi? hem de tek adımda.

Kuantum bitlerinin sayısını örneğin 100'e çıkarmak, tek bir döngüde bin milyar milyar milyardan fazla durumu işleme olasılığını açacaktır. Bu nedenle, yeterli sayıda kuantum biti ile çalışan bir bilgisayar, çok kısa bir sürede, kuantum verilerini işlemek için belirli algoritmaları, örneğin büyük doğal sayıların asal faktörlere bölünmesiyle ilgili algoritmaları uygulayabilir. Milyonlarca yılı hesaplamak yerine, sonuç sadece birkaç saat hatta dakikalar içinde hazır olacaktır.

Kuantum bilgisi şimdiden ilk ticari uygulamasını buldu. Kuantum kriptografi cihazları, bilgi işlemenin kuantum yasalarının değiş tokuş edilen içeriğin tam gizliliğini garanti ettiği veri şifreleme yöntemleri birkaç yıldır piyasada. Şu anda bazı bankalar kuantum şifreleme kullanıyor, gelecekte teknoloji muhtemelen başarısız olacak ve örneğin tamamen güvenli ATM işlemlerine veya İnternet bağlantılarına izin verecek. Prof. Dr. Ingarden Quantum Information Theory, Nicolaus Copernicus Üniversitesi Fizik Enstitüsü Matematiksel Fizik Bölümü tarafından yayınlanan iki süreli yayından biridir; diğeri ise "Açık Sistemler ve Bilgi Dinamikleri". Her iki dergi de Philadelphia Thomson Scientific Master Journal'ın en etkili bilimsel dergiler listesinde yer almaktadır. Ayrıca "Open Systems and Information Dynamics", Bilim ve Yüksek Öğrenim Bakanlığı sıralamasında en yüksek puanları alan dört (60 üzerinden) Polonya bilimsel dergisi grubuna dahil edilmiştir. (Materyal, Ulusal Kuantum Teknolojileri Laboratuvarı ve Toruń'daki Nicolaus Copernicus Üniversitesi Fizik Enstitüsü'nden yapılan bir basın açıklamasına dayanmaktadır)