量子情報

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量子情報(りょうしじょうほう、: quantum information)は、量子力学に基づいて状態が決定する情報のことである。二値もしくはそれらの状態の重ね合わせによって表現される。

量子情報と古典的情報[編集]

量子情報とその他の情報を区別するため、一般的に量子情報でないものは古典的情報と呼ばれる。古典的情報は理論計算機科学において、0と1の二値(ビット)によって表現される。一方、量子情報は0と1の二値だけでなくそれらの重ね合わせの状態も含む。これは量子ビット(qubit)と呼ばれる。また、量子情報は古典情報と異なり任意の情報の複製を作ることができない。そして、量子情報が古典的情報と大きく異なるのは、情報を一度観測したら、その量子情報を破壊してしまうことである。

量子情報は重ね合わせの状態と表現されるため、情報量が増加するように見えてしまうが1ビットと1量子ビットの情報量は全く同じである。これは量子情報を観測すると古典的な情報に収束するためである。

量子情報の応用[編集]

量子情報を利用する量子コンピュータでは、多くの情報を重ね合わせた状態のまま並列で演算できるという性質を利用して、素因数分解など特定の種類の計算に関し高速化が期待されている。ただし、理論計算機科学における古典的なコンピュータと比較して、どのような性質の問題が量子コンピュータに向いているかについては、まだ明確になっていない。

また、量子情報を使用した量子暗号では、観測によって重ね合わせ状態が収束して古典的状態になるという量子情報の性質を利用して、盗聴者の影響を排除する技術が確立できるため、通常の暗号通信では考えられないほど強固な通信を行えると期待されている。

関連項目[編集]