Физика квантовой информации - Бауместер Д.
ISBN 5-94057-017-8
Скачать (прямая ссылка):
Список авторов оригинального издания.......................3
Предисловие к русскому изданию.............................14
Предисловие к изданию на английском языке..................16
Глава1
Физика квантовой информации: основные понятия..............18
1.1 Квантовая суперпозиция................................ 18
1.2 Кубиты ...............................................20
1.3 Преобразования одного кубита..........................21
1.4 Перепутывание.........................................24
1.5 Перепутывание и квантовая неразличимость..............27
1.6 Логический элемент «управляемое НЕ»...................29
1.7 Аргумент ЭПР и неравенство Белла......................30
1.8 Комментарии........................................... 32
Глава 2
Квантовая криптография.....................................33
2.1 Что не так в классической криптографии?...............33
2.1.1 От СКИТАЛА к ЭНИГМЕ.............................33
2.1.2 Ключи и их распределение ........................35
2.1.3 Открытые ключи и квантовая криптография......... 32
2.1.4 Идентификация: как узнать Золушку?...............40
2.2 Квантовое распределение ключа..........................41
2.2.1 Предварительные замечания........................41
2.2.2 Защита посредством неортогональных состояний:
теорема о запрете клонирования...................42
8 Оглавление
2.2.3 Защита посредством перепутывания....................44
2.2.4 Как насчет зашумленных квантовых каналов?...........46
2.2.5 Практические замечания..............................47
2.3 Квантовое распределение ключа с одиночными
частицами.................................................48
2.3.1 Поляризованные фотоны...............................48
2.3.2 Системы, кодированные по фазе.......................53
2.4 Квантовое распределение ключа
с помощью перепутанных состояний..........................55
2.4.1 Передача сырого ключа...............................55
2.4.2 Критерии защиты.....................................56
2.5 Квантовое подслушивание...................................59
2.5.1 Исправление ошибок..................................59
2.5.2 Усиление секретности................................60
2.6 Экспериментальные реализации..............................66
2.6.1 Кодирование поляризации.............................67
2.6.2 Кодирование фазы....................................69
2.6.3 Квантовая криптография, основанная
на перепутывании....................................71
2.7 Заключительные замечания..................................73
Глава 3 Квантовая плотная кодировка
и квантовая телепортация ....................................74
3.1 Введение..................................................74
3.2 Протокол квантовой плотной кодировки......................75
3.3 Протокол квантовой телепортации.......................... 76
3.4 Источники перепутанных фотонов............................79
3.4.1 Параметрическое преобразование частоты вниз.......79
3.4.2 Перепутывание во времени..........................81
3.4.3 Перепутывание по импульсу......................... 84
3.4.4 Перепутывание по поляризации...................... 85
3.5 Анализатор состояний Белла.............................. 87
3.5.1 Статистика фотонов при прохождении
через светоделитель.................................88
3.6 Экспериментальная плотная кодировка кубитов...............90
3.7 Эксперименты по квантовой телепортации кубитов...........95
3.7.1 Экспериментальные результаты........................98
3.7.2 Телепортация перепутывания........................ 102
Оглавление 9
3.7.3 Заключительные замечания и перспективы........... 103
3.8 Схема квантовой телепортации двух частиц................ 104
3.9 Телепортация непрерывных квантовых переменных........... 108
3 .9.1 Применение перепутывания координаты
и импульса........................................ 108
3.9.2 Квантово-оптическая реализация................... 110
3.10 Обмен перепутыванием: телепортация перепутывания........ 116
3.11 Применение обмена перепутыванием........................ 120
3.11.1 Квантовый телефонный коммутатор.................. 120
3.11.2 Ускорение распределения перепутывания............ 122
3.11.3 Коррекция амплитудных ошибок,
возникающих при распространении сигналов.......... 123
3.11.4 Перепутанные состояния с большим числом
частиц.................. ......................... 124
Глава 4
Концепция квантовых вычислений................................126
4.1 Введение в квантовые вычисления......................... 126
4.1.1 Новый способ использования природных ресурсов.... 126
4.1.2 От битов к кубитам............................... 127
4.1.3 Квантовые алгоритмы.............................. 132
4.1.4 Построение квантовых компьютеров................. 135
4.1.5 Более глубокие приложения........................ 137
4.1.6 Заключительные замечания......................... 139
4.2 Квантовые алгоритмы..................................... 139
4.2.1 Введение......................................... 139
