კვანტური ინფორმატიკა

კვანტური ინფორმატიკა - ინტერდისციპლინარული სფერო, რომელიც ცდილობს გაიგოს ინფორმაციის ანალიზი, დამუშავება და გადაცემა კვანტური მექანიკის პრინციპების გამოყენებით. იგი აერთიანებს ინფორმაციული მეცნიერების შესწავლას ფიზიკაში კვანტურ ეფექტებთან. იგი მოიცავს თეორიულ საკითხებს გამოთვლით მოდელებში და უფრო ექსპერიმენტულ თემებს კვანტურ ფიზიკაში, მათ შორის, რა შეიძლება და არ შეიძლება გაკეთდეს კვანტური ინფორმაციის საშუალებით. ასევე გამოიყენება ტერმინი კვანტური ინფორმაციული თეორია, მაგრამ ის არ მოიცავს ექსპერიმენტულ კვლევას და შეიძლება აგვერიოს კვანტური ინფორმატიკის ქვეჯგუფში, რომელიც ეხება კვანტური ინფორმაციის დამუშავებას.

სამეცნიერო და საინჟინრო კვლევები

კვანტური ტელეპორტაციის, კვანტური ჩახლართულობის გასაგებად და კვანტური კომპიუტერული ტექნიკის წარმოებისთვის საჭიროა კვანტური ფიზიკისა და ინჟინერიის საფუძვლიანი ცოდნა. 2010-იანი წლებიდან შესამჩნევი პროგრესია კვანტური კომპიუტერების წარმოებაში, კომპანიები, როგორიცაა Google და IBM, დიდ ინვესტიციას ახორციელებენ კვანტური კომპიუტერული ტექნიკის კვლევაში. დღეს შესაძლებელია 100 კუბიტზე მეტი კვანტური კომპიუტერის შექმნა. თუმცა, შეცდომის მაჩვენებელი ძალიან დიდია კვანტური კომპიუტერების წარმოებისთვის შესაფერისი მასალის ნაკლებობის გამო.

კვანტური კრიპტოგრაფიის მოწყობილობები უკვე კომერციალიზებულია. არსებობს ძველი შიფრი, რომელსაც უწოდებენ ერთჯერად პლატფორმას, და რომელიც ფართოდ გამოიყენებოდა ჯაშუშების მიერ ცივი ომის ეპოქაში. ის იყენებს შემთხვევითი კლავიშების დიდ თანმიმდევრობას. კვანტური მექანიკური კანონები იძლევა საფუძველს შემთხვევითი კოდების უსაფრთხო გაცვლისთვის. ამიტომ მოწყობილობების წარმოება, რომლებსაც შეუძლიათ კვანტური ჩახლართული ნაწილაკების ტრანსპორტირება, მნიშვნელოვანი სამეცნიერო და საინჟინრო მიზანია.

ასევე საჭიროა კვანტური კომპიუტერების პროგრამირების ენები. Qiskit, Cirq და Q Sharp პოპულარული კვანტური პროგრამირების ენებია.

მათემატიკური საგნები

კვანტური ალგორითმი და კვანტური სირთულის თეორია არის ალგორითმებისა და გამოთვლითი სირთულის თეორიის ორი საგანი. 1994 წელს მათემატიკოსმა პიტერ შორმა გამოაქვეყნა თავისი პირველადი ფაქტორიზაციის ალგორითმი. თუ ადამიანს აქვს 4000 ლოგიკური კუბიტიანი კვანტური კომპიუტერი, შორის ალგორითმის გამოყენებით შეიძლება საფრთხე შეუქმნას ყველაზე ფართოდ გამოყენებულ შიფრებს, როგორიცაა RSA და ECC. ამან შეიძლება გამოიწვიოს უსაფრთხოების სერიოზული პრობლემები მრავალი ქვეყნისთვის. ამიტომ, მისმა ნაშრომმა გამოიწვია ინვესტიციების ზრდა კვანტურ გამოთვლით კვლევაში. ბევრი მათემატიკოსი და კრიპტოლოგი ემზადება კვანტური გამოთვლის ეპოქაში შესასვლელად.

იხილეთ აგრეთვე

• ინფორმაციის თეორია
• კვანტური მექანიკა
• კვანტური ჩახლართულობა

ლიტერატურა

• Nielsen, Michael A.; Chuang, Isaac L. (June 2012). Quantum Computation and Quantum Information, 10th anniversary, Cambridge: Cambridge University Press. ISBN 9780511992773. OCLC 700706156.