Centrum Obliczeń Kwantowych

Zdjęcie grupowe CQC, Cambridge, 2003

Centrum Obliczeń Kwantowych ( CQC ) jest stowarzyszeniem grup badawczych zajmujących się informacją kwantową na Uniwersytecie Oksfordzkim . Została założona przez Artura Ekerta w 1998 roku.

Do niedawna CQC obejmowało również grupy badawcze na Uniwersytecie w Cambridge , ale teraz grupy z Cambridge działają jako niezależny podmiot o nazwie Cambridge Centre for Quantum Information and Foundations ( CQIF ).

Badania

CQC prowadzi teoretyczne i eksperymentalne badania nad komputerami kwantowymi , kryptografią kwantową i innymi formami kwantowego przetwarzania informacji , nad implikacjami kwantowej teorii informacji dla samej fizyki oraz nad podstawowymi i koncepcyjnymi zagadnieniami z teorii kwantowej i kwantowej teorii informacji .

Grupy

Początkowo CQC miało swoją siedzibę w Clarendon Laboratory , ale teraz rozrosło się do kilku wydziałów Uniwersytetu Oksfordzkiego:

Fizyka

Fizyka atomowo-fotonowa , grupa kierowana przez Axela Kuhna.
Pułapki jonowe , grupa prowadzona przez Andrew Steane'a i Davida Lucasa.
Jądrowy rezonans magnetyczny , grupa kierowana przez Jonathana A. Jonesa .
Kwantowa dynamika spinu , grupa prowadzona przez Arzhanga Ardavana i Johna Mortona (grupa obejmuje fizykę i materiały).
Teoria kwantowa , grupa kierowana przez Dietera Jakscha.
Ultrazimna materia kwantowa , grupa kierowana przez Christophera Foota.
Ultraszybka optyka kwantowa , grupa kierowana przez Iana Walmsleya.

Materiały

Nanomateriały fotoniczne , grupa kierowana przez Jasona Smitha.
Teoria kwantów i nanotechnologii , grupa kierowana przez Simona Benjamina.
Kwantowa dynamika spinu , grupa prowadzona przez Johna Mortona i Arzhanga Ardavana (grupa obejmuje fizykę i materiały).

Informatyka

Quantum Group , kierowana przez Samsona Abramsky'ego i Boba Coecke .

Matematyka

Fizyka Matematyczna , grupa prowadzona przez Artura Ekerta.

Pochodzenie

Centrum ma swoje korzenie we wczesnych latach 80-tych, kiedy branża komputerowa zaczęła martwić się o ograniczenia komputerów. W 1981 roku fizyk z Oksfordu, David Deutsch, wziął udział w przyjęciu w Teksasie wydanym przez słynnego amerykańskiego fizyka Johna Wheelera , który zaprosił wielu naukowców zainteresowanych podstawami informatyki. To właśnie na tej imprezie Deutsch uzyskał kluczowy wgląd, który doprowadził do zupełnie nowej gałęzi fizyki. W tamtym czasie informatycy zwracali się do fizyki Newtona , próbując rozwiązać pewne fundamentalne zagadki w tej dziedzinie. Ale podczas rozmowy na przyjęciu Wheelera Deutsch zdał sobie sprawę, że to niewłaściwe podejście. Fizyka zasadniczo rządzi się teorią kwantową i Deutsch od razu zauważył, że zastosowanie teorii kwantowej zamiast fizyki newtonowskiej dałoby inny wynik. W wyniku tego spostrzeżenia Deutsch opublikował w 1985 roku artykuł, który jest obecnie powszechnie uważany za klasykę w tej dziedzinie. Artykuł opisuje, w jaki sposób komputer może działać przy użyciu mechaniki kwantowej i dlaczego taki komputer zasadniczo różni się od zwykłych komputerów.

W 1987 roku Artur Ekert przybył do Oksfordu, aby pracować nad doktoratem z fizyki, gdzie poznał Deutscha. Pracując w Oksfordzie, Ekert opracował teorię kryptografii opartą na splątaniu kwantowym. Przypadkowe spotkanie na stokach narciarskich w Alpach z Johnem Rarity , naukowcem z DRA (wówczas głównej wojskowej organizacji badawczej w Wielkiej Brytanii), zaowocowało współpracą, w ramach której schemat Ekerta został przetestowany eksperymentalnie na początku lat 90. Po ukończeniu DPhil Ekert uzyskał stypendium naukowe dla młodszych naukowców od Mertona i przyjął swojego pierwszego studenta DPhil. Wraz z Deutschem stworzyło to mały zespół, który w ciągu roku uzyskał tytuł Quantum Computation and Cryptography Group.

Przełom dokonany w 1994 roku przez Petera Shora , badacza z laboratoriów amerykańskiego giganta telekomunikacyjnego AT&T , przyspieszył całą dziedzinę informacji kwantowej. Shor wykazał, że komputer kwantowy Deutcha może faktycznie rozwiązać ważny problem, który dla zwykłego komputera byłby niemożliwy. Po raz pierwszy stało się jasne, że komputery kwantowe są dalekie od nieistotnych ciekawostek. Po ogłoszeniu Shora informacje kwantowe stały się coraz bardziej popularne w Oksfordzie. W 1995 roku Andrew Steane rozpoczął eksperymenty mające na celu zbadanie, w jaki sposób można zbudować komputery kwantowe ze zjonizowanych atomów uwięzionych przez wiązki laserowe. W 1996 roku Jonathan Jones założył grupę pracującą nad komputerem kwantowym opartym na tych samych technikach, które są wykorzystywane w obrazowaniu metodą rezonansu magnetycznego w medycynie. A dwa lata później Dirk Bouwmeester przybył z Genewy , aby założyć grupę eksperymentalną pracującą nad tym, jak świat kwantowy może również zrewolucjonizować komunikację. Grupa zmieniła nazwę na Centrum Obliczeń Kwantowych.

Cambridge

Zdjęcie grupowe CQC, Cambridge, 2006

Kiedy Artur Ekert przeniósł się do Cambridge, aby zostać pierwszym profesorem fizyki kwantowej Leigh Trapnell w 2002 roku, powstało Centrum Obliczeń Kwantowych w Cambridge . Pod tą nazwą działało do 2010 roku, kiedy to do istniejącej grupy badawczej dołączył Richard Jozsa , a nazwa ośrodka została przemianowana na Cambridge Centre for Quantum Information and Foundations (CQIF), odzwierciedlając szeroki zakres jego działalności badawczej. Cambridge CQIF ma siedzibę na Wydziale Matematyki Stosowanej i Fizyki Teoretycznej (DAMTP) w Centrum Nauk Matematycznych. Stałymi wykładowcami Cambridge CQC byli Artur Ekert, profesor fizyki kwantowej Leigh Trapnell w Cambridge w latach 2002-2007 oraz Adrian Kent, obecnie wykładowca fizyki kwantowej w Cambridge. Stałymi wykładowcami Cambridge CQIF są Richard Jozsa, profesor Leigh Trapnell od 2010 roku oraz Adrian Kent.

Zobacz też

Linki zewnętrzne