Что такое квантовый компьютер и насколько он похож на человеческий мозг? Существуют ли атомы сознания и может ли оно (сознание) рассматриваться как коллективный квантовый эффект? О математических моделях мышления, сознания и даже депрессии, сегодня после полуночи, доктор физико-математических наук Игорь Волович и наш гость из Швеции, профессор, директор Международного центра математического моделирования Андрей Хренников.

Физик Алексей Федоров о будущем гибридной криптографии, предпосылках возникновения квантового компьютера и задаче факторизации.

Квантовый мир очень далек от нашего, поэтому его законы часто кажутся нам странными и контринтуитивными. Однако важные новости из квантовой физики приходят буквально каждый день, так что иметь о них правильное представление сейчас необходимо — иначе работа физиков в наших глазах превращается из науки в магию и обрастает мифами. На наши вопросы о том, что это значит, отвечал сотрудник РКЦ, заведующий лабораторией сверхпроводящих материалов Национального исследовательского технологического университета «МИСиС» и профессор Технологического института Карлсруэ Алексей Устинов.

Физики из Массачусетского технологического института и Инсбрукского университета создали квантовый компьютер, допускающий масштабирование при выполнении алгоритма Шора. Алгоритм Питера Шора — это квантовый алгоритм разложения чисел на простые множители, то есть факторизации. Суть алгоритма заключается в сведении задачи факторизации к поиску периода функции.

Пожалуй ни одно другое достижение современной теории сложности вычислений не вызывает такого живого интереса и не менее яростных споров как модель квантовых вычислений. Предметом дискуссии, однако, в основном является возможность физической реализации квантового компьютера, чего мы, к счастью, касаться не будем. Вместо этого мы попробуем разобраться в чисто математических аспектах этой модели и, в частности, постараемся пройти столько из нижеследующего, сколько позволит время: Классические и квантовые схемы; Алгоритм Шора быстрого разложения чисел на множители: основные идеи; Квантовые оракулы и задача о скрытой подгруппе; Алгоритм квантового поиска Гровера.

Электронно-цифровые подписи мы используем повсеместно. Это действительно один из самых простых, универсальных и надежных способов гарантировать наше авторство на какой-либо цифровой контент в цифровом мире. Однако, как было показано Питером Шором, квантовые компьютеры дают ускорение в решении ряда математических задач, в частности в решении задачи факторизации. Таким образом, квантовый компьютер может стать угрозой для инфраструктуры электронно-цифровых подписей. Физик Алексей Федоров о квантовых технологиях, принципе блокчейна и электронно-цифровых подписях.

Даже если слово «квантовый» не пугает вас, квантовые компьютеры все еще остаются скорее причудливыми концепциями научной фантастики, нежели реальностью. Однако последние достижения в этой области предполагают, что эти безумно быстрые компьютеры могут появиться раньше, чем мы думаем. Соблазном квантовых компьютеров является их способность решать почти неразрешимые проблемы — настолько сложные проблемы, что для их решения современным компьютерам потребовались бы десятилетия. В теории квантовый компьютер сможет решить эти вопросы, пока вы пьете утренний кофе.

Какие условия должны соблюдаться при применении технологии квантовой криптографии? Каковы коммерческие перспективы этой технологии? Каким образом обеспечивается безопасность информации при использовании данного метода ее передачи? О принципе квантового распределения ключа, коммерческой составляющей квантовых технологий и информационной безопасности рассказывает доктор физико-математических наук Сергей Кулик.

О сложности вычислений и квантовых компьютерах рассказывает Александр Ханиевич Шень — кандидат физико-математических наук, научный сотрудник Института проблем передачи информации РАН (Москва) и LIF CNRS — Лаборатории информатики Национального центра научных исследований Франции (Марсель). Лекция была прочитана 23 апреля 2009 года в Москве, в ФИАНе.

Слово «квант» происходит от латинского quantum («сколько, как много») и английского quantum («количество, порция, квант»). «Механикой» издавна принято называть науку о движении материи. Соответственно, термин «квантовая механика» означает науку о движении материи порциями (или, выражаясь современным научным языком науку о движении квантующейся материи). Термин «квант» ввел в обиход немецкий физик Макс Планк для описания взаимодействия света с атомами.