Квантовая физики



страница1/26
Дата12.04.2018
Размер1.64 Mb.
ТипСправочник
  1   2   3   4   5   6   7   8   9   ...   26


Министерство образования и науки Российской Федерации

Псковский государственный политехнический институт




А.Н. Верхозин


ФИЗИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ

КВАНТОВОЙ ИНФОРМАТИКИ

Учебный справочник


П с к о в

Издательство ППИ

2011


УДК 50(075.8)

ББК 20 я 73

В 363

Печатается по решению Научно-методического совета ППИ


Верхозин А.Н.

Физические основы квантовой информатики, 2011. -53 с.

Рассматриваются основные этапы развития квантовой теории, начиная с квантовой гипотезы Планка, а также понятия и термины квантовой информатики. Предназначено для студентов, изучающих информатику, и для всех читателей, интересующихся концепциями современного естествознания.



Рецензенты:
доктор физ.-мат. наук, проф. В.Г.Соловьев (ПГПУ им. С.М.Кирова);

канд.техн. наук, проф. С.Н.Лёхин (ППИ)




ISBN © А.Н. Верхозин, 2011

© ППИ, 2011



ПРЕДИСЛОВИЕ
Позитивистский подход, утвердившийся в квантовой механике с 30-х годов прошлого века, чуть не превратил эту дисциплину в прикладную науку, цель которой – вычислять, т. е. отвечать на вопрос «как?» и не задавать неуместный вопрос «почему?». В американской литературе это полушутливо выражается фразой «Shut up and calculate!» («Заткнись и считай!»). Говорят, что и Ландау не жаловал своих сотрудников и учеников, которые задумывались над интерпретацией квантовой механики. Только благодаря учёным, противостоящим этой традиции, в последние 30 лет на границе квантовой механики и теории информации был сделан ряд поразительных открытий. Появились и уже «работают» новые, невиданные информационные технологии. Например, построены первые модели квантового компьютера, созданы абсолютно защищённые линии связи, реализованы схемы телепортации и пр. Осмысливается новая естественнонаучная парадигма, означающая полный разрыв с классическим локальным реализмом.

Сделан шаг, который не отважился сделать Эйнштейн, безуспешно пытавшийся найти так называемые скрытые параметры, преодолевающие мнимую «неполноту» квантовой механики. В 60-х гг. было доказано, что таких параметров не существует. Мир, в котором мы живём, оказался принципиально квантовым. Еще в 30-е гг. было известно, что между частями квантовой системы, например, между двумя частицами, могут существовать так называемые квантовые нелокальные корреляции, не связанные с взаимодействием и приводящие к мгновенной связи между частицами, как бы далеко они ни находились одна от другой. Этот «пугающий» вывод, который по мнению некоторых учёных противоречил теории относительности и будто бы означал неполноту квантовой механики, в 90-е гг. был подтверждён экспериментально. В результате возникла новая, бурно развивающаяся наука – квантовая информатика.

Как это часто бывает с пограничными науками, основные положения квантовой информатики не входят в стандартный курс квантовой механики. Не изучаются они и в стандартном курсе информатики. Литература, посвящённая этим вопросам, огромна, но интересующийся читатель просто тонет в потоке различных трактовок и интерпретаций. Настоящая брошюра – попытка восполнить этот пробел и доступно ознакомить будущих инженеров с основными идеями этой новой науки.

Учитывая скромную математическую подготовку предполагаемых читателей, там, где нужно делать выбор между строгостью изложения и доступностью, автор всегда решал эту дилемму в пользу доступности. Мы не приводим реальные схемы, основанные на квантовых эффектах, так как наша задача состоит лишь в объяснении принципа таких явлений, процессов и устройств, как нелокальные взаимодействия, квантовая телепортация, квантовая криптография, квантовые вычисления, квантовый компьютер и т. д. С конкретным воплощением этих идей можно познакомиться в оригинальной литературе, список которой приведён в конце книги.

Вводная статья посвящена развитию квантовой физики от квантовой гипотезы Планка до квантового компьютера. Но основное содержание брошюры – словарь терминов и понятий квантовой информатики. Каждый пункт этого словаря – маленькая статья, для понимания которой достаточно знания общего курса физики. Автор надеется, что предлагаемый материал будет доступен и интересен читателям разных категорий. Студент, изучающий курс информатики в вузе, может использовать брошюру как дополнение к изучаемому курсу и, при желании, привлечь дополнительную литературу, чтобы перейти к изучению квантовой информатики на более высоком, профессиональном уровне. Другие читатели найдут здесь сведения, расширяющие профессиональный и интеллектуальный кругозор любого специалиста.

Автор выражает признательность рецензентам, доктору физико-математических наук, профессору В.Г.Соловьёву и кандидату технических наук, профессору С.Н.Лёхину, за просмотр рукописи и ценные замечания.

А.Н.Верхозин




Поделитесь с Вашими друзьями:
  1   2   3   4   5   6   7   8   9   ...   26


База данных защищена авторским правом ©znate.ru 2017
обратиться к администрации

    Главная страница