Квантовая информатика

Квантовая информатика — раздел науки, возникший в конце XX века на стыке квантовой механики, теории алгоритмов и теории информации. В квантовой информатике изучаются общие принципы и законы, управляющие динамикой сложных квантовых систем^[1]. Моделью таких систем является квантовый компьютер.

Квантовая информатика включает в себя вопросы квантовых вычислений и квантовых алгоритмов, физику квантовых компьютеров, квантовой криптографии и квантовой теории информации, непосредственно касается оснований квантовой теории, в частности, проблемы измерений и описания декогерентности. Важнейшим физическим явлением, которое изучается в квантовой информатике, являются запутанные квантовые состояния и порождаемые ими нелокальные свойства квантовой физики многих тел.

Базовым понятием классической теории информации является бит, принимающий значения 0 или 1. Квантовая информация представляется в кубитах (англ. quantum bit). Кубиты могут находиться в состоянии, являющемся суперпозицией 0 и 1. Несколько кубитов могут быть в запутанном состоянии (англ. entangled).

Важнейшие приложения квантовой информатики:

• квантовая криптография — этот раздел развился до уровня коммерческих систем криптографии, активно применяемых для обеспечения секретности передачи информации;
• технологии запутанных состояний — надёжное получение, верификация и изучение свойств запутанных состояний до десятка частиц (фотоны, зарядовые состояния электронов и куперовских пар, спины электронов и ядер), есть отдельные приложения в работающих приборах. Работающие прообразы квантового компьютера (малокубитные — до 10 кубитов — квантовые процессоры).
• компьютерное моделирование систем многих частиц — наименее разработанный раздел, он включает гипотетический симулятор химии и моделирование сложных систем на квантовом уровне, например, вычислительная модель квантового процессора с декогерентностью; пока моделирование ведётся только с использованием классических симуляторов квантового компьютера и с большим распараллеливанием, есть отдельные серьёзные результаты, например, решение квантовой проблемы трех тел.

• Квантовая информация
• Квантовый компьютер
• Квантовая память
• Квантовый алгоритм
  • Алгоритм Шора
  • Алгоритм Гровера
  • Алгоритм Залки — Визнера
  • Алгоритм Дойча — Йожи
• Квантовое распределение ключей

• Mario Krenn, Mehul Malik, Thomas Scheidl, Rupert Ursin, Anton Zeilinger. Quantum communication with photons (англ.) // Optics in Our Time. — 2016. — P. 455–482. — doi:10.1007/978-3-319-31903-2_18. — arXiv:1701.00989.

• Quantiki Архивная копия от 3 апреля 2010 на Wayback Machine — портал квантовой информатики c wiki (англ.);
• ERA-Pilot QIST WP1 — европейская дорожная карта по квантовой обработке и передаче информации (англ.);
• QIIC Архивная копия от 13 апреля 2016 на Wayback Machine — квантовая информатика, Имперский колледж Лондона (англ.);
• QIP — квантовая информационная группа, университет Лидса. Занимается исследованием широкого спектра направлений квантовой информатики (англ.);
• mathQI Архивная копия от 22 января 2018 на Wayback Machine — исследовательская группа по математике и квантовой информатике (англ.);
• CQIST Архивная копия от 28 июня 2010 на Wayback Machine — Центр квантовой информатики и технологий в Университете Южной Калифорнии (англ.);
• CQuIC Архивная копия от 20 августа 2021 на Wayback Machine — Центр квантовой информатики и контроля, включает теоретические и экспериментальные группы из университета Нью-Мексико и университета Аризоны (англ.);
• CQT Архивная копия от 20 марта 2021 на Wayback Machine — Центр квантовых технологий в Национальном университете Сингапура (англ.);
• CQC2T Архивная копия от 13 августа 2021 на Wayback Machine — Центр квантовых вычислений и коммуникаций (англ.).

У этой статьи есть несколько проблем, помогите их исправить: Достоверность этой статьи поставлена под сомнение. Необходимо проверить точность фактов и достоверность сведений, изложенных в этой статье. Соответствующую дискуссию можно найти на странице обсуждения. (31 марта 2014) В статье есть список источников, но не хватает сносок. Без сносок сложно определить, из какого источника взято каждое отдельное утверждение. Вы можете улучшить статью, проставив сноски на источники, подтверждающие информацию. Сведения без сносок могут быть удалены. (27 июня 2023) Пожалуйста, после исправления проблемы исключите её из списка параметров. После устранения всех недостатков этот шаблон может быть удалён любым участником.