Материал портала ядерных знаний BelNET
статья/документ по запросу ресурса "1590"
2022-01-21 Продолжаем тему квантовых вычислений.
Symmetry Magazine опубликовал статью "What is quantum information?" - "Что такое квантовая информация?". Квантовая информация нарушает правила классической информации таким образом, что может позволить нам ответить на вопросы, которые не может дать классический компьютер. Представьте, что вы отправляете письмо. Вы, как человек, отправляющий письмо, знаете, что в нем написано. Но ситуация отличается для человека, которому вы отправляете письмо. Пока он не прочитает его, он не узнает, что там написано. Компьютер хранит, отправляет, получает и обрабатывает информацию. В классическом компьютере информация передается в виде строки битов — набора 1 и 0. По мере поступления каждого бита получатель не знает, какое значение он будет иметь. С его точки зрения, это с такой же вероятностью будет 0, как и 1. Безусловно, это определенно будет либо то, либо другое, но что это такое, будет раскрыто только после того, как оно появится. В этом смысле по прибытии каждый бит разрешает определенную долю неопределенности. Классическая информация следует набору правил. Квантовая информация нарушает эти правила. Правила классической информации настолько интуитивны, что их легко принять как должное. Во-первых, классическая информация дискретна: бит всегда либо 0, либо 1, и ничего между ними. Во-вторых, биты детерминированы. То есть в той мере, в какой существует неуверенность в бите, эта неопределенность существует в сознании того, кто еще не получил сообщение (или в возможности того, что ошибка может изменить значение бита). Наконец, классическая информация локальна — как в примере с Шекспиром, бит может указывать на то, что грядет, но наблюдение за этим битом на самом деле не влияет ни на какие другие биты. Квантовая информация не дискретна. Классический бит — это определенно 0 или 1, но квантовый бит, называемый кубитом, может быть и тем, и другим. Эта функция позволяет кубиту нести информацию другого типа: непрерывную информацию об относительном балансе 0 и 1 внутри кубита. Квантовые алгоритмы иногда могут использовать этот факт для более эффективной работы, чем их классические аналоги. Квантовая информация также не детерминистична. Когда кто-то смотрит на классический бит, это просто 0 или 1, как было до и как будет после, не считая возможности ошибки. Не так обстоит дело с кубитами, на которые влияет измерение. Хотя кубит может быть в любом сочетании 0 и 1, его измерение — как это нужно сделать, чтобы прочитать результат вычисления — заставляет его быть либо 0, либо 1. В общем, есть некоторый шанс, получить на выходе 0 и некоторый дополнительный шанс получить 1. Это не ошибка, и это не то же самое, что получатель сообщения просто еще не знает значение бита — это фундаментальная особенность квантовой физики. Важно отметить, что эта функция также означает, что чтение выходных данных квантового компьютера — своего рода измерение — уничтожает большую часть информации, которую он хранит. Там, где когда-то была суперпозиция, измерение делает так, что остается только 0 или 1. Наконец, квантовая информация не является локальной. В то время как каждый классический бит не зависит от любого другого бита, кубит обычно не является независимым от других кубитов. Например, инженеры могут подготовить пару кубитов в таком состоянии, что если мы измерим один кубит как 0, то другой должен быть 1, и наоборот. Теоретически инженеры могут создавать системы с любым количеством кубитов, где состояние каждого кубита зависит от многих состояний других кубитов, и все они являются частью сложной запутанной системы. Это наблюдение имеет любопытное следствие: если классические биты хранят информацию локально и независимо друг от друга, то квантовая информация обычно хранится в отношениях между отдельными кубитами. Полностью статью можно прочитать здесь. Загрузить:
|
Вход, регистрация
