main tags laws scientists sections authors graph theory
Популярно

граница Холевотеорема

# тег · @ автор · ! учёный
24 Статьи по теме
В 1973 году советский математик Alexander Holevo (А. С. Холево) из Математического института им. Стеклова доказал свою знаменитую теорему. Она утверждает, что количество доступной наблюдателю классической информации о квантовом состоянии не превышает энтропии фон Неймана этого состояния (меры его неопределённости) минус средняя энтропия состояний, составляющих ансамбль. Эта работа стала краеугольным камнем квантовой теории информации.

Как работает

Этот предел определяет реальную скорость защищённой передачи данных в квантовых коммуникациях. Например, при квантовом распределении ключей (QKD), чтобы злоумышленник не мог незаметно подслушать, скорость генерации ключа не может превышать границу Холево.

💡 Граница Холево объясняет, почему квантовые компьютеры не могут просто «скачать» все ответы из параллельных вселенных: из квантового состояния можно извлечь лишь ограниченный объём обычных данных.
\chi = S\left(\sum_i p_i \rho_i\right) - \sum_i p_i S(\rho_i)
χ — максимальное количество классической информации (в битах), которое можно извлечь из ансамбля квантовых состояний; S — энтропия фон Неймана, S(ρ) = -Tr(ρ log₂ ρ), где Tr — след матрицы, log₂ — логарифм по основанию 2, а ρ — матрица плотности (описывает квантовое состояние); p_i — вероятность, с которой отправитель готовит состояние ρ_i; ∑_i p_i ρ_i — среднее состояние, получаемое получателем.
Связи в графе знаний 1
Открыли
Alexander HolevoAsher PeresBenjamin SchumacherCharles Bennett
Связанные понятия
квантовый компьютерпринцип неопределённостиэнтропия фон Неймана
Связанные законы
теорема о запрете клонированияпринцип суперпозиции

Статьи по теме

Танец скирмиона: как магнитный вихрь дирижирует квантовым оркестром

Предложена гибридная квантовая система, объединяющая долгоживущую спиновую память, быстрый сверхпроводящий процессор и топологически защищённого посредника — магнитный скирмион. Его колебания связывают атомный мир дефектов с макроконтурами, преодолевая пропасть масштабов. Расчёты обещают сильную свя
arXiv:2505.00266v1 · 2025-05-01

Квантовые долги: когда фотон присутствует отрицательно

Физики впервые операционально измерили, как одиночный фотон физически распределяется между двумя путями интерферометра. Оказалось, что в порту с деструктивной интерференцией возникает «сверхлокализация»: вероятность присутствия в одном плече превышает единицу, а в другом становится отрицательной, сл
arXiv:2505.00336v2 · 2025-05-01

Симфония мнимых частот: квантовый распад перевёрнутой ямы

Классическая частица скатывается с вершины холма, подталкиваемая гравитацией; её квантового двойника сталкивает вниз сам принцип неопределённости. Новая работа даёт строгое решение для перевёрнутой потенциальной ямы: энергия становится чисто мнимой, E = iℏω(n+½), а состояния экспоненциально распадаю
arXiv:2505.00475v2 · 2025-05-01

Свет в криостате: как несовершенные преобразователи строят квантовые мосты

Сверхпроводниковые квантовые компьютеры упираются в проблему охлаждения: одиночный криостат не вместит миллионы кубитов. Выход — оптические каналы, но для них нужны микроволново-оптические преобразователи, которые пока далеки от идеала. Авторы показали, что благодаря протоколам с обратной связью, па
arXiv:2505.00542v1 · 2025-05-01

Квантовое измерение как деформация восприятия: сфера Блоха и рождение категорий

Глубинная связь квантового измерения и категориального восприятия: как непрерывный спектр превращается в дискретные понятия. На сфере Блоха коллапс волновой функции деформирует расстояния — чистые состояния «падают» в смешанные, и дистанции внутри сорта сокращаются, а между сортами — растягиваются.
arXiv:2505.00777v1 · 2025-05-01

Танец электрона-осьминога: что квантовое туннелирование говорит о природе реальности

Квантовое туннелирование — не просто трюк, позволяющий электронам просачиваться сквозь непреодолимые барьеры. Это окно в глубочайшие загадки мироустройства. Оказывается, электрон ведёт себя не как точка, а как распределённая сущность — что-то вроде осьминога, просовывающего щупальца сквозь щель. Так
arXiv:2505.00872v4 · 2025-05-01

Максимальная квантовая запутанность: скрытая симметрия и зеркальная Вселенная

Исследователи обнаружили, что если потребовать, чтобы столкновения хиггсовских частиц всегда порождали максимально запутанные состояния, то хиггсовский потенциал автоматически расширяет свою глобальную симметрию. Это приводит к точной симметрии U(2)×U(2), спонтанно нарушаемой до U(1)×U(1), порождая
arXiv:2505.00873v1 · 2025-05-01

Квантовая симфония из шума: как спонтанное излучение рождает запутанность

Вопреки устоявшемуся мнению о спонтанном излучении как о некогерентном процессе, разрушающем квантовую запутанность, группа физиков теоретически продемонстрировала возможность генерации почти идеальной бипартитной запутанности между двумя яркими световыми полями. В основе схемы — четырёхуровневая ат
arXiv:2505.00919v1 · 2025-05-01

Квантовый камертон: шум ускоряет поиск одиночных эмиттеров

Лобовой пересчёт фотонов от одиночного эмиттера увязает в шумах, как лопатой копать тоннель. Но введите опорный когерентный луч и запустите квантовую интерференцию — и картина резко меняется: чем грязнее среда, тем быстрее выносится вердикт. Расширенный эффект Хонга–У–Манделя с байесовским тестирова
arXiv:2505.00950v2 · 2025-05-02

Смерть и возрождение квантового эха: иерархия временных корреляций в кубите

Физики заставили сверхпроводящий кубит забыть своё прошлое — и увидели, как три типа временных корреляций (немакрореализм, темпоральное управление, временная неразделимость) выстраиваются в логическую лестницу. Эти эхи умирают при разных уровнях шума и способны воскресать, когда окружение ненадолго
arXiv:2505.01379v1 · 2025-05-02

Ридберговский вальс: как танец потерь обостряет квантовое чутьё

Квантовые сенсоры на ридберговских атомах способны улавливать ничтожные электромагнитные поля, но оптическое считывание обычно губит почти все сигнальные фотоны. Физики из Варшавы пошли наперекор очевидности и намеренно усилили нелинейные потери через диполь-дипольные столкновения возбуждений. Это п
arXiv:2505.01506v2 · 2025-05-02

Квантовый бумеранг: фуга в расстроенном оркестре

Неупорядоченные квантовые системы обычно глушат любой транспорт, но новое моделирование выявило квантовый бумеранг: волновой пакет в дискретном блуждании возвращается, только не в исходную точку, а на противоположный конец. Внутреннее состояние частицы-монеты создает асимметрию без внешней силы — сл
arXiv:2505.01532v1 · 2025-05-02

Стеклянный ткацкий станок для света: точность 99,7% на 24 квантовых нитях

Исследователи из Ephos и Миланского политехнического института вписали в стекло 24-модовый универсальный фотонный процессор, используя фемтосекундные лазеры как иглу швейной машинки. Прибор, работающий на длине волны 925 нм — идеальной для однофотонных источников на квантовых точках, — управляется м
arXiv:2505.01609v2 · 2025-05-02

Семь жизней фотона: исключительные точки управляют спонтанным излучением

Объединив ниобат лития и арсенид галлия, учёные создали чип. В нём квантовые точки взаимодействуют с модами микрорезонатора, а электрооптическая настройка фазы обратной связи выводит систему в исключительную точку. В этой сингулярности две моды сливаются, и спектральная плотность состояний меняет фо
arXiv:2505.05490v1 · 2025-05-02

Квантовый кошелёк: телепортация энергии между пятью кубитами

Представьте общий кошелёк: один кладёт зарплату, а остальные по очереди снимают, и первый берёт самую крупную купюру. В квантовом мире так работает телепортация энергии в W-состоянии — особом типе многочастичной запутанности. Эксперимент на процессоре IBM Lagos подтвердил: энергия, вброшенная отправ
arXiv:2505.01863v1 · 2025-05-03

Квантовые призраки в зале зеркал

Обычно неклассические состояния движения требуют ухищрений. Но новое исследование открывает: внутренняя нелинейность оптической ловушки сама лепит из механических колебаний квантовых ‘призраков’ — состояния с отрицательной вигнеровской функцией. Без вероятностных трюков, даже в неразрешённых боковых
arXiv:2505.01942v2 · 2025-05-03

Дирижёр тепловой смерти: зарядовая палитра квантовой бани

Эффект Мпембы, знакомый по парадоксальному поведению воды, получает квантовое измерение: в изолированных системах более неравновесное состояние иногда релаксирует быстрее. Новое исследование вскрывает механизм — ключ в симметрийной структуре начального состояния термостата. Чем шире разброс энергии
arXiv:2505.02040v2 · 2025-05-04

Молния над горизонтом: крах полуклассической гравитации при испарении чёрных дыр

Информационный парадокс чёрных дыр требует учёта квантовых эффектов в сильной гравитации. Полуклассический подход, предложенный Стивеном Хокингом, предполагает, что квантовые поля на фиксированном искривлённом фоне приводят к излучению и потере массы, но обратное влияние излучения на геометрию — кри
arXiv:2605.00780v1 · 2026-05-01

Импровизация под горизонтом: квантовый отскок превращает чёрную дыру в белую

Горизонт событий чёрной дыры скрывает не точку бесконечной кривизны, а зону квантового преображения, где само время меняет амплуа. Новое исследование по квантовой гравитации показывает: сингулярность исчезает благодаря реляционной динамике — одна из метрических переменных служит часами, а принцип не
arXiv:2605.01576v1 · 2026-05-02

Сжатые гравитационные волны: как квантовая оптика раскрывает голос чёрных дыр

Столкновения чёрных дыр превращают квантовый шёпот пространства-времени в грохот, который могут уловить детекторы LIGO. Анализ показал, что многочастичное излучение гравитонов организуется в обобщённое сжатое когерентное состояние, экспоненциально усиливающее флуктуации. Благодаря двойной копии межд
arXiv:2605.03038v1 · 2026-05-04

Алхимия пустоты: нелокальная магия рождения частиц

Рождение пар Швингера в калибровочных полях раскрывает неожиданную глубину вакуума: вместо простой запутанности возникает нелокальная магия — корреляции, которые не описать без полноценного квантового компьютера. Голографическая дуальность связывает эту магию с геометрией струн и чёрных дыр, превращ
arXiv:2605.04210v1 · 2026-05-05

Космический волчок: гравитация против квантовых суперпозиций

В модель коллапса волновой функции Диози–Пенроуза впервые ввели массовые токи, добавив постньютоновские поправки ОТО. Оказалось, движущаяся масса создаёт гравитомагнитный шум, вызывающий декогеренцию углового момента. Самые мощные проявления — у миллисекундных пульсаров и быстро вращающихся наночаст
arXiv:2605.12172v1 · 2026-05-12

Гравитонный туман: как кванты размывают световые конусы

Классический световой конус — кристально чёткая граница между тем, что может быть причинно связано, и тем, что остаётся навеки разделённым. Но квантовая теория поля в искривлённом пространстве-времени рисует иную картину: гравитоны, кванты гравитационного поля, дрожат даже в вакууме, заставляя прост
arXiv:2606.02729v2 · 2026-06-01

Пятимерный след в реликтовом свете

Что скрывается за пределами трёх измерений? Теории с дополнительными пространственными измерениями предсказывают рождение массивных частиц в юной Вселенной. Используя реликтовое излучение как своего рода «спектрограф», учёные проанализировали данные со спутника Planck в поисках отпечатков гравитонов
arXiv:2607.02651v1 · 2026-07-02