Informația cuantică

Informația cuantică este informația despre starea unui sistem cuantic. Este entitatea de bază de studiu în știința informației cuantice,[1][2][3] și poate fi manipulată folosind tehnici de procesare a informațiilor cuantice. Informația cuantică se referă atât la definiția tehnică în termeni de entropie von Neumann, cât și la termenul general de calcul.

Rețelele optice utilizează lasere pentru a separa atomii de rubidiu (roșu) pentru a fi utilizați ca biți de informație în procesoarele cuantice cu atomi neutri – dispozitive prototip pe care proiectanții încearcă să le dezvolte în computere cuantice complete.

Este un domeniu interdisciplinar care implică mecanica cuantică, informatica, teoria informației, filosofia și criptografia, printre alte domenii.[4][5][6] Studiul său este, de asemenea, relevant pentru discipline precum știința cognitivă, psihologia și neuroștiința.[7][8][9][10] Obiectivul său principal este extragerea informațiilor din materie la scară microscopică. Observația în știință este una dintre cele mai importante modalități de dobândire a informațiilor, iar măsurarea este necesară pentru a cuantifica observația, ceea ce face ca acest lucru să fie crucial pentru metoda științifică. În mecanica cuantică, datorită principiului incertitudinii, observabilele care nu se deplasează nu pot fi măsurate cu precizie simultan, deoarece o stare proprie într-o bază nu este o stare proprie în cealaltă bază. Conform legăturii stare proprie-valoare proprie, o observabilă este bine definită (definită) atunci când starea sistemului este o stare proprie a observabilului.[11] Deoarece oricare două observabile care nu comută nu sunt simultan bine definite, o stare cuantică nu poate conține niciodată informații definitive despre ambele observabile care nu comută.[8]

Datele pot fi codificate în starea cuantică a unui sistem cuantic ca informație cuantică.[12] În timp ce mecanica cuantică se ocupă cu examinarea proprietăților materiei la nivel microscopic,[13][8] știința informației cuantice se concentrează pe extragerea informațiilor din aceste proprietăți,[8] iar calculul cuantic manipulează și procesează informațiile – efectuează operații logice – folosind tehnici de procesare a informațiilor cuantice.[14]

Informația cuantică, la fel ca informația clasică, poate fi procesată folosind computere digitale, transmisă dintr-o locație în alta, manipulată cu algoritmi și analizată cu informatică și matematică. La fel cum unitatea de bază a informației clasice este bitul, informația cuantică se ocupă de qubiți.[15] Informația cuantică poate fi măsurată folosind entropia von Neumann.

Recent, domeniul calculului cuantic a devenit un domeniu de cercetare activ datorită posibilității de a perturba calculul, comunicarea și criptografia moderne.[14][16]

Referințe

1. Vedral, Vlatko (2006). Introduction to Quantum Information Science. Oxford: Oxford University Press. doi:10.1093/acprof:oso/9780199215706.001.0001. ISBN 9780199215706. OCLC 822959053.
2. Nielsen, Michael A.; Chuang, Isaac L. (2010). Quantum Computation and Quantum Information (10th anniversary ed.). Cambridge: Cambridge University Press. doi:10.1017/cbo9780511976667. ISBN 9780511976667. OCLC 665137861. S2CID 59717455.
3. Hayashi, Masahito (2006). Quantum Information: An Introduction. Berlin: Springer. doi:10.1007/3-540-30266-2. ISBN 978-3-540-30266-7. OCLC 68629072.
4. Bokulich, Alisa; Jaeger, Gregg (2010). Philosophy of Quantum Information and Entanglement. Cambridge: Cambridge University Press. doi:10.1017/CBO9780511676550. ISBN 9780511676550.
5. Benatti, Fabio; Fannes, Mark; Floreanini, Roberto; Petritis, Dimitri (2010). Quantum Information, Computation and Cryptography: An Introductory Survey of Theory, Technology and Experiments. Lecture Notes in Physics. Vol. 808. Berlin: Springer. doi:10.1007/978-3-642-11914-9. ISBN 978-3-642-11914-9.
6. Benatti, Fabio (2009). „Quantum Information Theory”. Dynamics, Information and Complexity in Quantum Systems. Theoretical and Mathematical Physics. Dordrecht: Springer. pp. 255–315. doi:10.1007/978-1-4020-9306-7_6. ISBN 978-1-4020-9306-7.
7. Hayashi, Masahito; Ishizaka, Satoshi; Kawachi, Akinori; Kimura, Gen; Ogawa, Tomohiro (2015). Introduction to Quantum Information Science. Berlin: Springer. Bibcode:2015iqis.book…..H. doi:10.1007/978-3-662-43502-1. ISBN 978-3-662-43502-1.
8. Hayashi, Masahito (2017). Quantum Information Theory: Mathematical Foundation. Graduate Texts in Physics. Berlin: Springer. doi:10.1007/978-3-662-49725-8. ISBN 978-3-662-49725-8.
9. Georgiev, Danko D. (2017-12-06). Quantum Information and Consciousness: A Gentle Introduction. Boca Raton: CRC Press. doi:10.1201/9780203732519. ISBN 9781138104488. OCLC 1003273264. Zbl 1390.81001.
10. Georgiev, Danko D. (2020). „Quantum information theoretic approach to the mind-brain problem”. Progress in Biophysics and Molecular Biology. 158: 16–32. arXiv:2012.07836. doi:10.1016/j.pbiomolbio.2020.08.002. PMID 32822698. S2CID 221237249.
11. Gilton, Marian J. R. (2016). „Whence the eigenstate–eigenvalue link?”. Studies in History and Philosophy of Science Part B: Studies in History and Philosophy of Modern Physics. 55: 92–100. Bibcode:2016SHPMP..55…92G. doi:10.1016/j.shpsb.2016.08.005.
12. Preskill, John. Quantum Computation (Physics 219/Computer Science 219). Pasadena, California: California Institute of Technology.
13. Feynman, Richard Phillips; Leighton, Robert Benjamin; Sands, Matthew Linzee (2013). „Quantum behavior”. The Feynman Lectures on Physics. Volume III. Quantum Mechanics. Pasadena, California: California Institute of Technology.
14. Lo, Hoi-Kwong; Popescu, Sandu; Spiller, Tim (1998). Introduction to Quantum Computation and Information. Singapore: World Scientific. Bibcode:1998iqci.book…..S. doi:10.1142/3724. ISBN 978-981-4496-35-3. OCLC 52859247.
15. Bennett, Charles H.; Shor, Peter Williston (1998). „Quantum information theory”. IEEE Transactions on Information Theory. 44 (6): 2724–2742. CiteSeerX 10.1.1.89.1572. doi:10.1109/18.720553.
16. Garlinghouse, Tom (2020). „Quantum computing: Opening new realms of possibilities”. Discovery: Research at Princeton: 12–17.

(Include texte traduse și adaptate din Wikipedia de Nicolae Sfetcu)

Fizica fenomenologică – Compendiu – Volumul 2

Descoperă universul fizicii printr-o perspectivă fenomenologică captivantă!

Nu a fost votat 45.89 lei – 162.44 leiInterval de prețuri: 45.89 lei până la 162.44 lei Selectează opțiunile Acest produs are mai multe variații. Opțiunile pot fi alese în pagina produsului.

Fizica fenomenologică – Compendiu – Volumul 1

O explorare cuprinzătoare a fizicii, combinând perspective teoretice cu fenomene din lumea reală.

Nu a fost votat 45.89 lei – 162.44 leiInterval de prețuri: 45.89 lei până la 162.44 lei Selectează opțiunile Acest produs are mai multe variații. Opțiunile pot fi alese în pagina produsului.

Mecanica cuantică fenomenologică

Intră în lumea fascinantă a mecanicii cuantice. Nu rata ocazia de a explora frontierele științei!

Nu a fost votat 22.92 lei – 100.70 leiInterval de prețuri: 22.92 lei până la 100.70 lei Selectează opțiunile Acest produs are mai multe variații. Opțiunile pot fi alese în pagina produsului.