Teoretyczne podstawy informatyki kwantowej

Informatyka kwantowa to multidyscyplinarna dyscyplina nauki i techniki wywodząca się z fizyki, matematyki, informatyki oraz techniki. Zasadniczym jej celem jest zrozumienie tego, jak podstawowe prawa fizyki kwantowej mogą zostać wykorzystane w celu szeroko rozumianego przetwarzania informacji, ze szczególnym uwzględnieniem poprawy wydajności obliczeń, tj. skrócenia czasu obliczeń oraz uzyskanie dostępu do znacznie większych, bo wykładniczych, zasobów pamięciowych. Bezpośrednią inspiracją dla informatyki kwantowej było odkrycie, że prawa mechaniki kwantowej mogą stanowić podstawę do realizacji algorytmów do szybszego wykonywania ważnych i trudnych zadań obliczeniowych. Zjawiska kwantowe znalazły już zastosowanie do tworzenia nowych protokołów kryptograficznych (kwantowy transfer kluczy) z zasady niemożliwych do złamania, teleportacji stanów kwantowych małych układów fotonów i obliczania niektórych funkcji przy mniejszej liczbie kroków, niż w przypadku jakiegokolwiek klasycznego komputera (obliczenia kwantowe i algorytmy kwantowe).

Prowadzone badania skupiają się na:

  • układach kwantowych złożonych z wielu części i ich zastosowań do konstrukcji protokołów kwantowej transmisji, w szczególności protokołów teleportacji
  • komunikacji kwantowej: realizowanej za pomocą łańcuchów spinów, a także za pomocą bezpośredniego zastosowania tzw. kwantowych routerów opartych o protokół teleportacji kwantowej
  • rozwoju oprogramowania: do symulacji pracy komputera kwantowego metodą opartą o technikę obwodów kwantowych, do symulacji kwantowych systemów otwartych przez zastosowanie metody kwantowych trajektorii, kontynuowane są także prace nad pakietem wspierającym badanie splątań wieloczęściowych.
Logo programu Widza Edukacja Rozwój Biało-czerwona flaga i napis Rzeczpospolita Polska Logo Euopejskiego Funduszu Społecznego
Projekt współfinansowany ze środków Unii Europejskiej w ramach Europejskiego Funduszu Społecznego, Program Operacyjny Widza Edukacja Rozwój 2014-2020 "Nowoczesne nauczanie oraz praktyczna współpraca z przedsiębiorcami - program rozwoju Uniwersytetu Zielonogórskiego" POWR.03.05.0-00-00-Z014/18