نظرية

نظرية المعلومات الكمومية

مجال الدراسة المعني بمهام معالجة المعلومات التي يمكن تحقيقها باستخدام الأنظمة الميكانيكية الكمومية.

الوصف

نظرية المعلومات الكمومية هي دراسة كيفية تخزين المعلومات ومعالجتها ونقلها باستخدام الأنظمة الميكانيكية الكمومية. على عكس البتات التقليدية، التي تكون إما 0 أو 1، يمكن للبتات الكمومية (كيوبتات) أن توجد في تراكب من الحالتين، ويمكن أن تتشابك عدة كيوبتات، مما يخلق ارتباطات لا يوجد لها نظير تقليدي. يستكشف هذا المجال الحدود الأساسية والإمكانيات لمعالجة المعلومات في العالم الكمومي.

التاريخ

تأسس هذا المجال رسميًا في الثمانينيات والتسعينيات من القرن العشرين، مع مساهمات أساسية من تشارلز بينيت وجيل براسارد وآخرين. غالبًا ما يُستشهد باقتراح ريتشارد فاينمان عام 1982 للمحاكاة الكمومية كفكرة محفزة.

كيف يعمل

تستخدم النظرية رياضيات فضاءات هلبرت والجبر الخطي لوصف الحالات والعمليات الكمومية. تُكمَّم المعلومات باستخدام مقاييس الإنتروبيا مثل إنتروبيا فون نيومان، التي تعمم إنتروبيا شانون التقليدية. تشمل البروتوكولات الرئيسية النقل الآني الكمومي، والترميز فائق الكثافة، وتوزيع المفاتيح الكمومية، وكلها تستغل التشابك والتراكب لتحقيق مهام مستحيلة أو غير فعالة تقليديًا.

في التطبيق

تدعم نظرية المعلومات الكمومية الحوسبة الكمومية، والتشفير الكمومي، وشبكات الاتصالات الكمومية، مع عروض تجريبية في مختبرات حول العالم.

حقيقة طريفة

تم إثبات توزيع المفاتيح الكمومية عبر روابط الأقمار الصناعية، مما يتيح اتصالًا آمنًا بين القارات.

Concept graph →

مقالات ذات صلة · 0

لا مقالات بعد