POLECAMY
Koszyk
Wstęp do informatyki kwantowej
Autor:
Wydawca:
Format:
ibuk
Nowa dyscyplina: informatyka kwantowa, której podstawy przedstawia Michel Le Bellac jest pełna niespodzianek i chwilami wydaje się zahaczać o paradoks. Musimy przyzwyczaić nasze umysły do jej reguł i zasad, które wydają nam się dziwne. Świat fizyczny nie jest taki, jak zakładała informatyka klasyczna, gdy powstawała w połowie XX-go wieku (kopiowanie informacji bez ograniczeń, informacji zlokalizowanej itd.), ale światem bardziej subtelnym – być może zrozumiemy, że nie jest on bardziej skomplikowany, co z talentem i kompetencją przekazuje nam ta książka.
(Ze Wstępu)
Przystępna prezentacja teorii informacji kwantowej, która opisuje teoretyczne założenia informatyki kwantowej. Nauka ta zajmuje się wykorzystaniem zjawisk kwantowych do szybszego przesyłania i przetwarzania informacji, a także bezpieczeństwa jej przekazu niemożliwego do osiągnięcia za pomocą dotychczas wykonywanych metod i urządzeń.
W książce omówiono:
* podstawowe pojęcia mechaniki kwantowej,
* pojęcie bitu kwantowego - kubitu,
* obliczenia kwantowe,
* możliwości fizycznej realizacji komputerów kwantowych.
Książka napisana jest prostym językiem, a do jej zrozumienia potrzebna jest jedynie znajomość algebry liniowej oraz podstaw mechaniki kwantowej.
Podręcznik adresowany jest do fizyków, informatyków i matematyków, którzy chcą poznać nowo rodzącą się naukę jaką jest informatyka kwantowa.
| Rok wydania | 2011 |
|---|---|
| Liczba stron | 125 |
| Kategoria | Zastosowania informatyki |
| Wydawca | Wydawnictwo Naukowe PWN |
| ISBN-13 | 978-83-01-16570-3 |
| Numer wydania | 1 |
| Język publikacji | polski |
| Informacja o sprzedawcy | ePWN sp. z o.o. |
Ciekawe propozycje
Spis treści
| Przedmowa do wydania polskiego | 8 |
| Przedmowa | 10 |
| Słowo wstępne | 12 |
| 1. Wprowadzenie | 14 |
| 2. Co to jest kubit? | 17 |
| 2.1. Polaryzacja światła | 17 |
| 2.2. Polaryzacja fotonu | 20 |
| 2.3. Opis matematyczny kubitu | 23 |
| 2.4. Postulaty mechaniki kwantowej | 29 |
| 2.5. Kryptografia kwantowa | 34 |
| 2.6. Ćwiczenia | 39 |
| 2.6.1. Określenie polaryzacji fali świetlnej | 39 |
| 2.6.2. Polaryzator (?, µ) | 40 |
| 2.6.3. Polaryzacja kołowa i operator obrotu | 41 |
| 2.6.4. Optymalna strategia dla Ewy | 42 |
| 2.6.5. Nierówności Heisenberga | 42 |
| 2.7. Literatura uzupełniająca | 44 |
| 3. Operacje na kubicie | 45 |
| 3.1. Sfera Blocha, spin 1/2 | 45 |
| 3.2. Ewolucja dynamiczna | 49 |
| 3.3. Operacje na kubitach: oscylacje Rabiego | 52 |
| 3.4. Zasady NMR i MRI | 55 |
| 3.5. Ćwiczenia | 58 |
| 3.5.1. Operator obrotu dla spinu 1/2 | 58 |
| 3.5.2. Oscylacje Rabiego poza rezonansem | 59 |
| 3.6. Literatura uzupełniająca | 60 |
| 4. Korelacje kwantowe | 61 |
| 4.1. Stany dwukubitowe | 61 |
| 4.2. Operator stanu (operator gęstości) | 65 |
| 4.3. Twierdzenie o zakazie klonowania kwantowego | 69 |
| 4.4. Dekoherencja | 70 |
| 4.5. Nierówności Bella | 75 |
| 4.6. Ćwiczenia | 79 |
| 4.6.1. Niezależność iloczynu tensorowego od wyboru bazy | 79 |
| 4.6.2. Właściwości operatora stanu | 80 |
| 4.6.3. Operator stanu dla kubitu i wektor Blocha | 80 |
| 4.6.4. Operator SWAP | 81 |
| 4.6.5. Twierdzenie o puryfikacji Schmidta | 82 |
| 4.6.6. Model tłumienia fazowego | 83 |
| 4.6.7. Kanał tłumienia amplitudowego | 83 |
| 4.6.8. Niezmienniczość obrotowa stanów Bella | 84 |
| 4.7. Literatura uzupełniająca | 84 |
| 5. Wstęp do obliczeń kwantowych | 85 |
| 5.1. Uwagi ogólne | 85 |
| 5.2. Obliczenia odwracalne | 87 |
| 5.3. Kwantowe bramki logiczne | 91 |
| 5.4. Algorytm Deutscha | 94 |
| 5.5. Uogólnienie na n + m kubitów | 96 |
| 5.6. Algorytm wyszukiwania Grovera | 97 |
| 5.7. Kwantowa transformata Fouriera | 100 |
| 5.8. Okres funkcji | 103 |
| 5.9. Algorytmy klasyczne i kwantowe | 110 |
| 5.10. Ćwiczenia | 112 |
| 5.10.1. Uzasadnienie poprawności obwodów z rys. 5.4 | 112 |
| 5.10.2. Algorytm Deutscha–Jozsy | 113 |
| 5.10.3. Algorytm Grovera i interferencja konstruktywna | 114 |
| 5.10.4. Przykład wyznaczania yj | 114 |
| 5.11. Literatura uzupełniająca | 114 |
| 6. Realizacje fizyczne | 115 |
| 6.1. NMR jako komputer kwantowy | 116 |
| 6.2. Pułapki jonowe | 122 |
| 6.3. Kubity nadprzewodzące | 130 |
| 6.4. Kropki kwantowe | 138 |
| 6.5. Ćwiczenia | 141 |
| 6.5.1. Oscylacje Rabiego poza rezonansem | 141 |
| 6.5.2. Relacje komutacji miedzy a i a† | 141 |
| 6.5.3. Konstrukcja bramki cZ na jonach w pułapce | 141 |
| 6.5.4. Drgania normalne dwóch jonów w pułapce | 143 |
| 6.5.5. Efekt Meissnera i kwantowanie strumienia | 143 |
| 6.5.6. Praąd Josephsona | 144 |
| 6.5.7. Kubity ładunkowe | 144 |
| 6.6. Literatura uzupełniająca | 146 |
| 7. Informatyka kwantowa | 147 |
| 7.1. Teleportacja | 147 |
| 7.2. Entropia Shannona | 150 |
| 7.3. Entropia von Neumanna | 153 |
| 7.4. Kwantowa korekcja błędów | 159 |
| 7.5. Ćwiczenia | 162 |
| 7.5.1. Kodowanie supergęste | 162 |
| 7.5.2. Entropia Shannona a entropia von Neumanna | 163 |
| 7.5.3. Zysk informacyjny Ewy | 163 |
| 7.5.4. Symetria wierności | 164 |
| 7.5.5. Kod kwantowej korekcji błędów | 164 |
| 7.6. Literatura uzupełniająca | 164 |
| Literatura | 165 |
| Skorowidz | 168 |
Wypożyczaj w abonamencie!
Już od 2,66 zł za ebooka
