Хабр Курсы для всех
РЕКЛАМА
Практикум, Хекслет, SkyPro, авторские курсы — собрали всех и попросили скидки. Осталось выбрать!
Хабр доступен 24/7 благодаря поддержке друзей
Комментарии 32
Очень, очень плохо написано, ещё хуже переведено. Где-то к последнему абзацу становится понятно о чём речь, и то приходится продираться через перевод.
А вы не могли бы прояснить?
Просто, насколько я вижу, «классический канал» рассматривается, как передача одного бита в одном фотоне.
Хотя даже «классический фотон» (ну, уж насколько этот термин вообще применим) может нести больше информации, чем один бит. Собственно говоря, «доквантовое» радио с его амплитудной и частотной модуляцией, по сути лежит на передаче информации фотонами с разной длиной волны (по сути энергией). Ну, и еще есть поляризация, которая тоже иногда используется в «доквантовых» каналах связи.
Просто, насколько я вижу, «классический канал» рассматривается, как передача одного бита в одном фотоне.
Хотя даже «классический фотон» (ну, уж насколько этот термин вообще применим) может нести больше информации, чем один бит. Собственно говоря, «доквантовое» радио с его амплитудной и частотной модуляцией, по сути лежит на передаче информации фотонами с разной длиной волны (по сути энергией). Ну, и еще есть поляризация, которая тоже иногда используется в «доквантовых» каналах связи.
В двух словах: у нас есть задача — передать от Алисы к Бобу список данных таким образом, чтобы Боб мог на своё усмотрение проверить один бит. Какой именно решает Боб у себя, а Алиса должна сделать так, чтобы любой из 100500 битов мог быть проверен.
Классическое решение требует отправить столько битов, сколько может быть проверено. Квантовое (если верить статье) — один «запутанный» бит. Боб может проверить свой бит (но только один).
Аналоговое тут не при делах, потому что для аналогового канала есть потолок пропускной способности (теорема Колмогорова и т.д., которая в себя вбирает всё — фазу, амплитуду, скважность, поляризацию, спин и т.д.), и этот потолок (помноженный на длительность передачи) и есть то, сколько максимум можно передать бит. Утверждается, что в квантовой версии можно дать возможность проверить больше битов, чем было передано «объектов».
Классическое решение требует отправить столько битов, сколько может быть проверено. Квантовое (если верить статье) — один «запутанный» бит. Боб может проверить свой бит (но только один).
Аналоговое тут не при делах, потому что для аналогового канала есть потолок пропускной способности (теорема Колмогорова и т.д., которая в себя вбирает всё — фазу, амплитуду, скважность, поляризацию, спин и т.д.), и этот потолок (помноженный на длительность передачи) и есть то, сколько максимум можно передать бит. Утверждается, что в квантовой версии можно дать возможность проверить больше битов, чем было передано «объектов».
один «запутанный» бит.
Вот тут-то у меня и вопросы к статье с практической точки зрения, потому что канал связи, который может передавать запутанный бит это уже не канал связи, который может передавать бит.
Аналоговое тут не при делах, потому что для аналогового канала есть потолок пропускной способности
А вот нифига. «запутанный бит» это уже не цифровой канал связи, а аналоговый, потому что передается больше, чем 1 или 0.
Да, современная наука и инженерия уже давно оценили объем классического аналогового канала связи, и ЕМНИП, он ограничен тремя практическими факторами:
1. Полоса пропускания (физическое ограничение оборудования и канала, но не теоретическое. В теории можно хоть от ДВ до рентгена передавать).
2. Динамический диапазон (опять-таки ограничение физическое в виде погрешностей передатчика/приемника и шумов в канале)
3. Время (ну, это в контексте статьи смысла не имеет, т.к. как раз оцениваем скорость передачи).
Я бы понял, если бы в статье сравнивались бы реальные аналоговые каналы связи (потому что для «квантового» предполагается явно не биты передавать), и было бы сказано, что при том же оптоволокне квантовое решение дает лучшую скорость.
Но когда сравнивают механизм передачи 1 фотон 1 бит, и 100500 бит в 1 фотон…
На самом деле у фотона есть ровно две характеристики (за вычетом пространства-времени): длина волны и поляризация. Поляризация — это один бит [1]. Определение частоты ограничено временной точностью (чем точнее мы знаем время прилёта, тем хуже мы знаем частоту), так что максимальное количество для передачи данных через один фотон вполне себе ограничено.
А в статье говорят, что для этой задачи они могут передать больше. Точнее, не больше, а могут реализовать такой механизм, который эквивалентен большему числу информации в классической системе.
[1]https://en.wikipedia.org/wiki/Photon_polarization
А в статье говорят, что для этой задачи они могут передать больше. Точнее, не больше, а могут реализовать такой механизм, который эквивалентен большему числу информации в классической системе.
[1]https://en.wikipedia.org/wiki/Photon_polarization
По вашей же ссылке:
Если сомневаетесь — купите две пары солнцезащитных очков с поляризацией и проверьте.
Equivalently, a photon can be described as having horizontal or vertical linear polarization, or a superposition of the two.
Если сомневаетесь — купите две пары солнцезащитных очков с поляризацией и проверьте.
Я не сомневаюсь. Но с суперпозицией всё просто — вы не можете её «померять». Никакими силами. Для одного фотона она будет либо горизонтальной, либо вертикальной при замере. Тут мы уже в квантовую физику идём.
Пример с поляризационными плёнками как раз и обнажает нам квантовую физику: средний слой (я надеюсь, вы всё таки про три пары, а не про две) показывает, что фотоны рандомно принимают одну из двух других поляризаций.
Пример с поляризационными плёнками как раз и обнажает нам квантовую физику: средний слой (я надеюсь, вы всё таки про три пары, а не про две) показывает, что фотоны рандомно принимают одну из двух других поляризаций.
Кстати, картинка в статье очень показательна в нижней ее части:
Выглядит, как будто Алисе надо послать только один бит. Но слова «bit» в конце нет. Как будто маркетолог статью писал :-)
CONCLUSION: Instead of sending many bits of information, Alice needs to send just one.
Выглядит, как будто Алисе надо послать только один бит. Но слова «bit» в конце нет. Как будто маркетолог статью писал :-)
По-моему, в анлийском “one” в таком виде, как в этом предложении, означает не «один» как число или цифру, а «один» как «штука», «это».
Я бы перевел предложение, как: вместо отправки множества бит, Алисе надо отправить только тот самый фотон, о котором говорилось в предыдущем предложении.
Я бы перевел предложение, как: вместо отправки множества бит, Алисе надо отправить только тот самый фотон, о котором говорилось в предыдущем предложении.
В русском языке есть устаревшее слово "оный". Звучит не очень, но хорошо передаёт суть.
тогда было бы «the one». Хотя даже в таком виде непонятно к какому слову этот one присобачить, т.к. никакого предложения в котором упоминается фотон в контексте не видно.
Если было бы «Alice needs to send one», то грамматически, может, и ок (хоть и кривоватенько звучит), но тогда получается, что Алисе достаточно послать именно бит из первой части предложения, что странно.
Если было бы «Alice needs to send one», то грамматически, может, и ок (хоть и кривоватенько звучит), но тогда получается, что Алисе достаточно послать именно бит из первой части предложения, что странно.
SLY_G недовыполнил ежедневный план по буквам. Добивает как может.
Честно говоря, не понял, в чем выигрыш?
В классическом случае Алиса отправила бы только необходимую информацию, а в квантовом случае — отправляет всю информацию, а Боб вычленяет из неё то, что ему надо.
Кто понимает, в чем фокус, поясните пожалуйста?
В классическом случае Алиса отправила бы только необходимую информацию, а в квантовом случае — отправляет всю информацию, а Боб вычленяет из неё то, что ему надо.
Кто понимает, в чем фокус, поясните пожалуйста?
По условиям задачи должно использоваться только одно сообщение от Алисы к Бобу.
Соль тут в том, что вроде как квантовые компьютеры/процессы должны быть экспоненциально мощнее классических, но оказалось трудно найти задачи на которых они действительно мощнее. Ещё труднее оказалось это продемонстрировать экспериментально.
Достижение заключается в том, что нашли такую задачу и экспериментально продемонстрировали, что да, действительно, использование квантовых процессов для решения этой задачи позволяет экспоненциально снизить количество передаваемой информации.
Для случая простой передачи информации всё остаётся по-прежнему — два бит на кубит, если у Алисы и Боба есть части квантово-запутанной пары (Superdense coding). И не больше бита на кубит, если нет (теорема Холево).
Соль тут в том, что вроде как квантовые компьютеры/процессы должны быть экспоненциально мощнее классических, но оказалось трудно найти задачи на которых они действительно мощнее. Ещё труднее оказалось это продемонстрировать экспериментально.
Достижение заключается в том, что нашли такую задачу и экспериментально продемонстрировали, что да, действительно, использование квантовых процессов для решения этой задачи позволяет экспоненциально снизить количество передаваемой информации.
Для случая простой передачи информации всё остаётся по-прежнему — два бит на кубит, если у Алисы и Боба есть части квантово-запутанной пары (Superdense coding). И не больше бита на кубит, если нет (теорема Холево).
использование квантовых процессов для решения этой задачи позволяет экспоненциально снизить количество передаваемой информации
Вот тут как раз к статье-то (или переводу) и претензии. Оценивать передачу информации надо не фотонами, а энтропией (очень грубо, но идея, надеюсь, понятна).
Если я правильно понимаю статью, экспериментально они проверили более слабую версию квантового протокола, в котором передача данных занимает O(n) времени, где n — число бит. При этом утверждается, что количество информации — O(log n) против O(√n) в классическом случае (т.е. экспоненциальное улучшение):
Можете пожалуйста объяснить, почему это всё ещё круто? Я видимо не очень понимаю, что здесь значит «количество информации», потому что кажется, что эти же n «пульсов» (time modes) должны быть эквивалентны кодированию n бит.
Note that this protocol takes time n, since we have a sequence of n time modes, and thus loses any advantage compared to the classical protocol in terms of communication time. Nevertheless, the information transmitted by this protocol remains only logarithmic, which is exponentially better that the classical protocol that requires O(√n) bits of information.
Можете пожалуйста объяснить, почему это всё ещё круто? Я видимо не очень понимаю, что здесь значит «количество информации», потому что кажется, что эти же n «пульсов» (time modes) должны быть эквивалентны кодированию n бит.
Судя по описания это не сжатие информации, и Боб и Алиса 'отправляют' в канал (воздействуют на фотоны) всю информацию, но характеристики канала такие что он фактически выполняет часть вычислений (которые в обычном случае должен был бы делать Боб, чтобы понять, о каком шаре отправлять информацию) и Алиса может получить только тот ответ который хотела получить.
Ничего не понял, но очень интересно.
Э… сравнивать канал связи, передающий кубиты и канал связи передающий биты как-то странно.
Особенно в практическом контексте.
«Нельзя просто сказать: „Я хочу отправить тебе фильм, или что-то ещё размером в гигабайт, и закодировать это в квантовом состоянии“ и ожидать какого-то квантового преимущества, — сказал Томас Видик, специалист по информатике из Калифорнийского технологического института. – Надо подыскивать более тонкие задачи».
Это типа «у нас есть очень крутой канал связи, только передавать по нему данные нельзя».
Не вижу, как из этого может следовать
квантовые коммуникации превосходят классические способы передачи информации.
По-моему это попытка доказать что тёплое лучше синего.
Ну почему… это как про дудочку и кувшинчик.
Мне видится, скажем, такой технческий пример. Где я ошибаюсь?
У Алисы есть актуальная информация о том, какие шарды (A..Z) сейчас в рабочем состоянии, а какие нет. Она постоянно рассылает сводку состояний всем: Бобу, Чарли и прочим. Боб выбирает рандомно шард и перед отправкой может быстренько проверить доступен ли он.
Если Алиса будет слать состояния шардов обычным списком, то потребуется, грубо говоря, 26 бит, а в данном примере она может обойтись ~ln(26) qbit, но Боб сможет с помощью этого пакета проверить только один шард на доступность.
Возможно Бобу и достаточно проверить только один шард. Возможно, если он окажется недоступным, то уже неактуально будет выбирать какой-то другой, и пакет следует просто отбросить. Пример слегка натянутый «на глобус», но он уже более менее понятный, в отличии от тех «сферических коней в вакууме» которые норовят сочинить физики.
Возможно я не прав, и вся эта квантовая магия так не работает. Поправьте меня, кто может.
amarao?
Мне видится, скажем, такой технческий пример. Где я ошибаюсь?
У Алисы есть актуальная информация о том, какие шарды (A..Z) сейчас в рабочем состоянии, а какие нет. Она постоянно рассылает сводку состояний всем: Бобу, Чарли и прочим. Боб выбирает рандомно шард и перед отправкой может быстренько проверить доступен ли он.
Если Алиса будет слать состояния шардов обычным списком, то потребуется, грубо говоря, 26 бит, а в данном примере она может обойтись ~ln(26) qbit, но Боб сможет с помощью этого пакета проверить только один шард на доступность.
Возможно Бобу и достаточно проверить только один шард. Возможно, если он окажется недоступным, то уже неактуально будет выбирать какой-то другой, и пакет следует просто отбросить. Пример слегка натянутый «на глобус», но он уже более менее понятный, в отличии от тех «сферических коней в вакууме» которые норовят сочинить физики.
Возможно я не прав, и вся эта квантовая магия так не работает. Поправьте меня, кто может.
amarao?
что то мне кажется что количество сэкономленных битов будет компенсироваться временем, чтобы прогнать стартовый импульс через разделитель к Алисе и Бобу а потом их собрать обратно для интерференции, и отправить обратно адресатам — вместо классического один запрос, один ответ
А из тех кто понял что тут вообще написано кто-нибудь может ответить на такой вопрос.
Если допустим у нас 3 действующих лица: Алиса, Боб и Дэвид.
Аслиса «делит» импульс и отправляет одну половину как есть и одну со сдвигом фазы в канал.
Боб «делит» оба импульса из канала и с одной половиной делает всё что описано в статье, а вторую отправляет Дэвиду.
Дэвид делает всё то-же самое что и боб, но для другого «шарика».
Получится у Боба и Дэвида получить правильные ответы на вопрос какого цвета их шарик?
Если допустим у нас 3 действующих лица: Алиса, Боб и Дэвид.
Аслиса «делит» импульс и отправляет одну половину как есть и одну со сдвигом фазы в канал.
Боб «делит» оба импульса из канала и с одной половиной делает всё что описано в статье, а вторую отправляет Дэвиду.
Дэвид делает всё то-же самое что и боб, но для другого «шарика».
Получится у Боба и Дэвида получить правильные ответы на вопрос какого цвета их шарик?
Я конечно пронимаю всю важность квантовой физики, но с квантовым компьютером получилось нечто типа: учёные полвека придумывали некий бульбулятор, а теперь ещё полвека будут думать куда бы его применить =)
куда его применить, это фактически не проблема, инструмент шикарнейший, проблема даже не изобрести его, а сделать ;) нужны десятки тысяч связных кубит а умеет пока только десятки.
Ну, это-то не проблема. Человечество более полувека думало чего делать с эфиром и как жить, если его нет.
И, наверняка, народ задумывался куда применить эту Общую Теорию Относительности.
Однако, сейчас GPS и подобные системы (а без ОТО оно не работает) пользуют даже те, кто третий закон Ньютона не освоил, и никого это не парит.
И, наверняка, народ задумывался куда применить эту Общую Теорию Относительности.
Однако, сейчас GPS и подобные системы (а без ОТО оно не работает) пользуют даже те, кто третий закон Ньютона не освоил, и никого это не парит.
Тут речь не про latency, а про brandwidth, так что не интересно.
Зарегистрируйтесь на Хабре, чтобы оставить комментарий
Знаковый эксперимент доказал, что квантовая передача сообщений работает быстрее классической