Читать онлайн «Физические основы современных информационных процессов»

ФИЗИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ СОВРЕМЕННЫХ ИНФОРМАЦИОННЫХ ПРОЦЕССОВ или УЧЕБНОЕ ПОСОБИЕ ПО КВАНТОВОЙ ТЕЛЕПОРТАЦИИ, КВАНТОВЫМ ВЫЧИСЛЕНИЯМ И ДРУГИМ ВОПРОСАМ КВАНТОВОЙ ИНФОРМАЦИИ В. Н. Горбачев и А. И. Жилиба† Санкт-Петербургский институт Московского государственного университета печати Тверской государственный университет Рецензенты: А. С. Чиркин, док. физ. -мат. наук, профессор МГУ Б. А. Гришанин, канд. физ. -мат. наук, доцент МГУ Санкт-Петербург, Тверь 2001 Оглавление 1 Классическая информация 4 1. 1 Форма представления информации . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4 1. 2 Мера информации . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4 1. 3 Бит . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6 1. 4 Сжатие данных. Теорема кодирования . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6 1. 5 Условная и взаимная энтропия . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7 1. 6 Пропускная способность бинарного симметричного канала . . . . . . . . . . . . . . . . 8 2 Классическая теория вычислений 10 2. 1 Что нужно для вычислений . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10 2. 2 Запись чисел в регистр . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11 2. 3 Универсальный компьютер . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11 2. 4 Типы алгоритмов . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12 2. 5 Факторизационный алгоритм . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12 2. 6 Невычисляемые функции . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13 3 Аксиомы квантовой механики 14 3. 1 Основные понятия . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14 3. 2 Состояние системы . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15 3. 3 Наблюдаемые и операторы . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15 3. 4 Собственне значения и собственные вектора . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16 3. 5 Базис эрмитовского оператора и наблюдаемая . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16 3. 6 Разложение по базису . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17 3. 7 Квантовое измерение . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17 3. 8 Измерение поляризованного света . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 3. 9 Соотношение неопределенностей . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 3. 10 Эволюция квантовой системы.