En los mecánicos de Quantum, la información del quántum del es la información física que se lleva a cabo en el " state" de un sistema de Quantum . La unidad más popular de información del quántum es el Qubit, un sistema de quántum del dos-estado. Sin embargo, desemejante de los estados digitales clásicos (que son discretos), un sistema de quántum del dos-estado puede realmente estar en una superposición de los dos estados en un momento dado.
La información de Quantum diferencia de la información clásica en varios aspectos, entre la cual observamos el siguiente:
No puede ser leído sin el estado que se convierte en el valor medido,
Un estado arbitrario no puede ser reproducido,
El estado puede estar en una superposición de los valores de la base.
Sin embargo, a pesar de esto, la cantidad de información que se puede recuperar en un solo qubit es igual a un pedacito. Está en el que procesa de la información (cómputo del quántum) que ocurra una diferencia.
La capacidad de manipular la información del quántum nos permite realizar las tareas que serían inalcanzables en un contexto clásico, tal como transmisión incondicional segura de la información. La tratamiento de la información de Quantum es el campo más general que se refiere a la información del quántum. Hay ciertas tareas que las computadoras clásicas no pueden realizar el " efficiently" (es decir, en el tiempo polinómico ). Sin embargo, una computadora del quántum puede computar la respuesta a algunos de estos problemas en tiempo polinómico; un ejemplo bien conocido de esto es el algoritmo que descompone en factores de Shor. Otros algoritmos pueden acelerar una tarea menos dramáticamente - por ejemplo, el algoritmo de búsqueda de Grover que da una ecuación cuadrática acelera sobre el algoritmo clásico mejor.
La información de Quantum, y los cambios en la información del quántum, pueden ser medidos cuantitativo usando un análogo de la entropía de Shannon . Dado un el conjunto estadístico de sistemas mecánicos del quántum con el S, de la matriz de densidad se da cerca - \ operatorname {Tr} (S \ ln S) del
Muchas de las mismas medidas de la entropía en teoría de información clásica se pueden también generalizar al caso del quántum, tal como la entropía condicional del quántum.
Teoría de información de Quantum
La teoría de la información del quántum es un resultado del esfuerzo para generalizar teoría de información clásica al mundo del quántum. Quantum la teoría de información apunta contestar a la pregunta siguiente:¿Qué sucede si la información se almacena en un estado de un sistema de quántum?
Es una fuerza de la teoría de información clásica que no necesita para hacer la pregunta acerca de la representación física de la información: Hay no necesitar para una teoría de información del “tinta-en-papel” o “una teoría de la información de DVD”. Esto es debido a ese hecho de que es siempre posible a eficientemente transformar la información a partir de una representación a otra representación. Por esta razón, uno se pudo tentar para creer que no es importante si la información está almacenada en sistemas clásicos o en sistemas de quántum. Sin embargo éste no es el caso: no es posible, por ejemplo, anotar la información previamente desconocida contenida en la polarización de un fotón de la tinta en un papel. En mecánicos de quántum generales no permite que leamos el estado de un sistema de quántum con la precisión arbitraria. La existencia de las correlaciones de Bell entre los sistemas de quántum no se puede convertir en la información clásica. Es posible transformar la información del quántum entre los sistemas de quántum de suficiente capacidad de información del quántum. el contenido de información del quántum de un mathcal se puede por esta razón medir en términos de número mínimo de sistemas de dos niveles que sean necesarios almacenar el mensaje: el mathcal consiste en qubits de .
En su sentido teórico de la información original del quántum, el qubit del término es así una medida para la cantidad de información. Un sistema de quántum de dos niveles puede llevar a lo más un qubit, en el mismo sentido que un dígito binario clásico puede llevar a lo más un pedacito clásico. El qubit del término se utiliza como sinónimo para un sistema de quántum de dos niveles.
Un un estado puro del qubit es especificado por dos parámetros verdaderos, en este sentido información del quántum es similar (en contraste con digital) a clásico análogo información. La tratamiento de la información análoga parece ser mucho más eficiente que la tratamiento de la información digital en una primera vista, desde un análogo el portador de información podía contener una cantidad de información infinita. Sin embargo, la tratamiento de la información análoga está siendo, o se está ya, substituido cerca tratamiento de la información digital. Éste puede ver, eso adentro practica la tratamiento de la información análoga realiza la información más que digital proceso.
En presencia del ruido, que es responsable de este boquete entre la promesa teórica y el uso práctico de la información análoga. En el caso de ruido, el contenido de información de un portador de información análogo es no más infinito, pero finito. Esto es una consecuencia del teorema ruidoso de la codificación de Shannon. Es muy difícil proteger el contenido de información finito restante de los portadores de información análogos contra ruido. El ejemplo de la información análoga clásica demuestra que deben los esquemas de la tratamiento de la información del quántum necesario ser tolerantes contra ruido, si no habría una ocasión para que sean útil. Era una rotura grande a través para la teoría de la información del quántum, cuando error del quántum los códigos de la corrección y los esquemas fault-tolerant del cómputo del quántum fueron descubiertos.
Ver también
Computación de QuantumMecánicos estadísticos de Quantum
POVM (medida positiva del valor del operador)
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