Teoría de la información cuántica
Polyak publicó el artículo en el que aparece por primera vez el término: teoría cuántica de la información. En junio, esta una de las secciones más populares de la física teórica celebró un doble aniversario: el 40 aniversario de su existencia y el 90 aniversario del nacimiento del mayor. En 1975 el prof. Roman S. Ingarden del Instituto de Física de la Universidad Nicolaus Copernicus de Torun publicó su trabajo "Teoría cuántica de la información".
Roman S.Ingarden
Este trabajo presentó por primera vez un diagrama de estructura sistemática de la teoría de la información cuántica, que ahora es una de las áreas "más candentes" de la física. Muchas personas asistieron a su nacimiento. A finales de los años 60 y 70, bajo la dirección del prof. Ingarden en el Departamento de Física Matemática de la Universidad Nicolaus Copernicus de Toruń, se llevaron a cabo estudios sobre la relación entre la teoría de la información y otras teorías básicas de la física moderna. En ese momento, se crearon muchos artículos científicos en los que se estudiaban los patrones de movimiento de la información en procesos termodinámicos y cuánticos. “En aquellos años, era un enfoque extremadamente innovador, una especie de extravagancia intelectual, en equilibrio en la frontera entre la física y la filosofía. En el mundo, ¿tenía una multitud reducida de seguidores que a menudo visitaban nuestro instituto para trabajar directamente con el equipo del profesor Ingarden? ? dice el profesor Andrzej Jamiolkowski del Instituto de Física de la Universidad Nicolaus Copernicus. Fue entonces cuando se introdujeron en la física teórica los conceptos de uso común del generador evolutivo de Lindblad-Kossakovsky y el isomorfismo de Yamiolkovsky. profe. Ingarden resultó acertado en cuanto a la importancia fundamental del concepto de información en la física.
En los años 90, debido al rápido desarrollo de los métodos experimentales de la física cuántica, se realizaron los primeros experimentos utilizando objetos cuánticos como fotones para almacenar y transmitir información. Esta experiencia allanó el camino para el desarrollo de nuevas tecnologías de alto rendimiento para la comunicación cuántica. Los resultados despertaron un gran interés en el mundo de la ciencia y la tecnología. La teoría de la información cuántica se ha convertido en una rama completa y extremadamente de moda de la física moderna. En la actualidad, los temas relacionados con la información cuántica se están estudiando en centros de investigación de todo el mundo, esta es una de las áreas de la física más populares, dinámicas y con mucho futuro.
Las computadoras modernas funcionan de acuerdo con las leyes de la física clásica. Sin embargo, los circuitos electrónicos se están volviendo tan pequeños que pronto notará los efectos que son característicos del mundo cuántico. Entonces, el mismo proceso de miniaturización nos obligará a cambiar las reglas del juego de clásicas a cuánticas, explica las perspectivas de desarrollo de la computación cuántica, el Dr. Milos Michalsky del Departamento de Física Teórica del Instituto de Física de Nicolaus Copernicus. Universidad. . La información cuántica tiene muchas propiedades no intuitivas, como ser imposible de copiar, mientras que copiar información clásica no es problemático. También se supo recientemente que la información cuántica puede ser negativa, lo que es especialmente sorprendente, porque normalmente esperamos que el sistema, habiendo recibido una parte de la información, contenga más. Sin embargo, la propiedad más notable, desde el punto de vista humano clásico, y al mismo tiempo potencialmente muy útil de los estados cuánticos como portadores de información cuántica, es la capacidad de crear superposiciones de estados a partir de ellos.
Las computadoras modernas funcionan con bits clásicos, que en cualquier momento solo pueden estar en uno de dos estados, llamados condicionalmente "0" y "1". Los bits cuánticos son diferentes: pueden existir en cualquier mezcla (superposición) de estados, y solo cuando los leemos, los valores toman el valor "0" o "1". La diferencia se puede ver con un aumento en la cantidad de información procesada. Una computadora clásica de 10 bits solo puede procesar uno de los 1024 (2 ^ 10) estados de dicho registro en un solo paso, pero una computadora de bits cuánticos puede procesarlos todos. también en un solo paso.
Aumentar el número de bits cuánticos a, digamos, 100 abrirá la posibilidad de procesar más de mil billones de billones de billones de estados en un solo ciclo. Así, un ordenador que opere con un número suficiente de bits cuánticos podría, en muy poco tiempo, implementar ciertos algoritmos para procesar datos cuánticos, por ejemplo, los relacionados con la factorización de grandes números naturales en factores primos. En lugar de calcular millones de años, el resultado estará listo en unas pocas horas o incluso minutos.
La información cuántica ya ha encontrado su primera aplicación comercial. Los dispositivos de criptografía cuántica, métodos de cifrado de datos en los que las leyes cuánticas del procesamiento de la información garantizan la total confidencialidad del contenido intercambiado, están disponibles en el mercado desde hace varios años. Por el momento, algunos bancos utilizan el cifrado cuántico, en el futuro lo más probable es que la tecnología falle y permita, por ejemplo, transacciones en cajeros automáticos o conexiones a Internet completamente seguras. Publica dos veces al mes "Informes sobre física matemática", que presenta el trabajo pionero del prof. Ingarden Quantum Information Theory, es una de las dos publicaciones periódicas publicadas por el Departamento de Física Matemática del Instituto de Física de la Universidad Nicolaus Copernicus; el otro es "Sistemas Abiertos y Dinámica de la Información". Ambas revistas están en la lista de las revistas científicas más influyentes del Philadelphia Thomson Scientific Master Journal. Además, "Open Systems and Information Dynamics" está incluida en el grupo de cuatro (de 60) revistas científicas polacas con las puntuaciones más altas en el ranking del Ministerio de Ciencia y Educación Superior. (El material se basa en un comunicado de prensa del Laboratorio Nacional de Tecnologías Cuánticas y el Instituto de Física de la Universidad Nicolaus Copernicus en Toruń)
