Аннотация:Книга представляет собой краткое введение в квантовую информатику
для читателей, не изучавших предварительно квантовую механику. В
первой части книги проводится изложение основ волновой квантовой
механики и ее приложений к описанию энергетических спектров
электронов в атомах, полупроводниках и низкоразмерных
наноструктурах. Она завершается рассмотрением полупроводниковых
транзисторов (битов) в классических компьютерах. Во второй части
производится переход к матричному представлению квантовой механики.
Рассмотрены спин и двухуровневые атомы, реализующие квантовые биты
(кубиты). Рассмотрены два режима функционирования двухуровневых
атомов, взаимодействующих с электромагнитным полем: режим
вынужденного излучения в лазерах и нестационарные когерентные
атомные процессы. Проведена аналогия второго режима с режимом
функционирования кубитов при квантовых вычислениях. Рассмотрены
квантовые логические операторы, квантовые схемы, простейшие
квантовые коммуникационные протоколы и квантовые алгоритмы,
демонстрирующие экспоненциально большие ресурсы квантовых
вычислений. Дан обзор современного состояния проблемы физической
реализации квантового компьютера с использованием в качестве кубитов
спинов, атомов, фотонов, а также макроскопических квантовых
сверхпроводников. Книга может служить пособием для студентов
физико-математических специальностей, а также представлять интерес
для широкого круга читателей, интересующихся современными проблемами
физики.