क्वांटम सूचना सिद्धांत

पॉलीक ने वह पेपर प्रकाशित किया जिसमें यह शब्द पहली बार दिखाई देता है: क्वांटम सूचना सिद्धांत। जून में, सैद्धांतिक भौतिकी के सबसे लोकप्रिय वर्गों में से एक ने दोहरी वर्षगांठ मनाई: इसके अस्तित्व की 40वीं वर्षगांठ और बुजुर्ग के जन्म की 90वीं वर्षगांठ। 1975 में प्रो. टोरुन में निकोलस कोपरनिकस विश्वविद्यालय के भौतिकी संस्थान के रोमन एस. इंगार्डन ने अपना काम "क्वांटम थ्योरी ऑफ इंफॉर्मेशन" प्रकाशित किया।

रोमन एस इंगार्डन

इस कार्य ने पहली बार क्वांटम सूचना सिद्धांत का एक व्यवस्थित संरचना आरेख प्रस्तुत किया, जो अब भौतिकी के "सबसे गर्म" क्षेत्रों में से एक है। उनके जन्म के समय कई लोग मौजूद थे. 60 और 70 के दशक के मोड़ पर, प्रोफेसर के नेतृत्व में। टोरुन में निकोलस कोपरनिकस विश्वविद्यालय के गणितीय भौतिकी विभाग में इंगार्डन, सूचना सिद्धांत और आधुनिक भौतिकी के अन्य बुनियादी सिद्धांतों के बीच संबंधों पर शोध किया गया था। उस समय, कई वैज्ञानिक कार्य बनाए गए थे जिनमें थर्मोडायनामिक और क्वांटम प्रक्रियाओं में सूचना प्रवाह के पैटर्न का अध्ययन किया गया था। “उन वर्षों में यह एक अत्यंत नवीन दृष्टिकोण था, एक प्रकार का बौद्धिक अपव्यय, भौतिकी और दर्शन के बीच की सीमा पर संतुलन। दुनिया भर में उनके समर्थकों की एक छोटी सी भीड़ थी जो प्रोफेसर इंगार्डन की टीम के साथ सीधे काम करने के लिए अक्सर हमारे संस्थान में आते थे? ? प्रोफेसर कहते हैं. निकोलस कोपरनिकस विश्वविद्यालय के भौतिकी संस्थान से आंद्रेज जैमीओलकोव्स्की। यह तब था जब लिंडब्लैड-कोसाकोव्स्की विकासवादी जनरेटर और जेमीओलकोव्स्की आइसोमोर्फिज्म की अवधारणाएं, जो आज आमतौर पर उपयोग की जाती हैं, को सैद्धांतिक भौतिकी में पेश किया गया था। प्रो इंगार्डन भौतिकी में सूचना की अवधारणा के मूलभूत महत्व के बारे में सटीक साबित हुए।

90 के दशक में, क्वांटम भौतिकी के प्रायोगिक तरीकों के तेजी से विकास के कारण, सूचनाओं को संग्रहीत और प्रसारित करने के लिए फोटॉन जैसी क्वांटम वस्तुओं का उपयोग करके पहला प्रयोग किया गया था। इस अनुभव ने क्वांटम संचार के लिए नई उच्च-प्रदर्शन प्रौद्योगिकियों के विकास का मार्ग प्रशस्त किया। परिणामों ने विज्ञान और प्रौद्योगिकी की दुनिया में बहुत रुचि पैदा की। क्वांटम सूचना सिद्धांत आधुनिक भौतिकी की एक पूर्ण और अत्यंत फैशनेबल शाखा बन गई है। वर्तमान में, दुनिया भर के अनुसंधान केंद्रों में क्वांटम सूचना से संबंधित मुद्दों का अध्ययन किया जा रहा है; यह एक महान भविष्य के साथ भौतिकी के सबसे लोकप्रिय और गतिशील रूप से विकासशील क्षेत्रों में से एक है।

आधुनिक कंप्यूटर शास्त्रीय भौतिकी के नियमों के अनुसार काम करते हैं। हालाँकि, इलेक्ट्रॉनिक सर्किट इतने छोटे होते जा रहे हैं कि आप जल्द ही उन प्रभावों को देखेंगे जो क्वांटम दुनिया की विशेषता हैं। तब लघुकरण की प्रक्रिया ही हमें खेल के नियमों को शास्त्रीय से क्वांटम में बदलने के लिए मजबूर कर देगी, क्वांटम कंप्यूटिंग के विकास की संभावनाओं के बारे में बताते हुए, निकोलस कोपरनिकस के भौतिकी संस्थान के सैद्धांतिक भौतिकी विभाग के डॉ. मिलोस माइकल्स्की विश्वविद्यालय। . क्वांटम जानकारी में कई गैर-सहज ज्ञान युक्त गुण होते हैं, जैसे कि प्रतिलिपि बनाना असंभव है, जबकि शास्त्रीय जानकारी की प्रतिलिपि बनाना समस्याग्रस्त नहीं है। यह भी हाल ही में ज्ञात हुआ कि क्वांटम जानकारी नकारात्मक हो सकती है, जो विशेष रूप से आश्चर्यजनक है, क्योंकि हम आमतौर पर उम्मीद करते हैं कि सिस्टम, जानकारी का एक हिस्सा प्राप्त करने के बाद, इसमें अधिक शामिल करेगा। हालाँकि, शास्त्रीय मानवीय दृष्टिकोण से सबसे उल्लेखनीय, और साथ ही क्वांटम जानकारी के वाहक के रूप में क्वांटम राज्यों की संभावित रूप से बहुत उपयोगी संपत्ति उनसे राज्यों के सुपरपोजिशन बनाने की क्षमता है।

आधुनिक कंप्यूटर शास्त्रीय बिट्स के साथ काम करते हैं, जो किसी भी समय केवल दो स्थितियों में से एक में हो सकते हैं, जिन्हें सशर्त रूप से "0" और "1" कहा जाता है। क्वांटम बिट्स अलग-अलग हैं: वे राज्यों के किसी भी मिश्रण (सुपरपोजिशन) में मौजूद हो सकते हैं, और केवल जब हम उन्हें पढ़ते हैं, तो मान "0" या "1" मान लेते हैं। संसाधित जानकारी की मात्रा में वृद्धि के साथ अंतर देखा जा सकता है। एक शास्त्रीय 10-बिट कंप्यूटर एक चरण में ऐसे रजिस्टर की 1024 (2^10) स्थितियों में से केवल एक को संसाधित कर सकता है, लेकिन एक क्वांटम-बिट कंप्यूटर उन सभी को संसाधित कर सकता है? वह भी एक चरण में.

क्वांटम बिट्स की संख्या, मान लीजिए, 100 तक बढ़ाने से एक ही चक्र में एक हजार अरब अरब अरब राज्यों से अधिक प्रसंस्करण की संभावना खुल जाएगी। इस प्रकार, पर्याप्त संख्या में क्वांटम बिट्स के साथ काम करने वाला एक कंप्यूटर, बहुत कम समय में, क्वांटम डेटा को संसाधित करने के लिए कुछ एल्गोरिदम लागू कर सकता है, उदाहरण के लिए, बड़ी प्राकृतिक संख्याओं को अभाज्य कारकों में विभाजित करने से संबंधित। लाखों वर्षों की गणना के बजाय परिणाम कुछ ही घंटों या मिनटों में तैयार हो जाएगा।

क्वांटम सूचना को अपना पहला व्यावसायिक अनुप्रयोग मिल चुका है। क्वांटम क्रिप्टोग्राफी डिवाइस, डेटा एन्क्रिप्शन विधियाँ जिसमें सूचना प्रसंस्करण के क्वांटम कानून एक्सचेंज की गई सामग्री की पूर्ण गोपनीयता की गारंटी देते हैं, कई वर्षों से बाजार में उपलब्ध हैं। फिलहाल, कुछ बैंकों द्वारा क्वांटम एन्क्रिप्शन का उपयोग किया जाता है, भविष्य में प्रौद्योगिकी सबसे अधिक विफल हो जाएगी और अनुमति देगी, उदाहरण के लिए, पूरी तरह से सुरक्षित एटीएम लेनदेन या इंटरनेट कनेक्शन। महीने में दो बार प्रकाशित "रिपोर्ट्स ऑन मैथमेटिकल फिजिक्स", जो प्रोफेसर के अग्रणी काम को प्रस्तुत करता है। इंगार्डन क्वांटम सूचना सिद्धांत, निकोलस कोपरनिकस विश्वविद्यालय के भौतिकी संस्थान के गणितीय भौतिकी विभाग द्वारा प्रकाशित दो पत्रिकाओं में से एक है; दूसरा "ओपन सिस्टम्स एंड इंफॉर्मेशन डायनेमिक्स" है। दोनों पत्रिकाएँ फिलाडेल्फिया थॉमसन साइंटिफिक मास्टर जर्नल की सबसे प्रभावशाली वैज्ञानिक पत्रिकाओं की सूची में हैं। इसके अलावा, "ओपन सिस्टम्स एंड इंफॉर्मेशन डायनेमिक्स" चार (60 में से) पोलिश वैज्ञानिक पत्रिकाओं के समूह में शामिल है, जिसमें विज्ञान और उच्च शिक्षा मंत्रालय की रैंकिंग में उच्चतम अंक हैं। (सामग्री क्वांटम टेक्नोलॉजीज के लिए राष्ट्रीय प्रयोगशाला और टोरून में निकोलस कोपरनिकस विश्वविद्यालय के भौतिकी संस्थान की एक प्रेस विज्ञप्ति पर आधारित है)