Centrum för kvantberäkning

CQC-gruppfoto, Cambridge, 2003

Centre for Quantum Computation ( CQC ) är en allians av kvantinformationsforskningsgrupper vid University of Oxford . Det grundades av Artur Ekert 1998.

Tills nyligen inkluderade CQC även forskargrupper vid University of Cambridge , men nu fungerar Cambridge-grupperna som en oberoende enhet som kallas Cambridge Centre for Quantum Information and Foundations ( CQIF ).

Forskning

CQC bedriver teoretisk och experimentell forskning om kvantberäkning , kvantkryptografi och andra former av kvantinformationsbehandling , om konsekvenserna av kvantteorin om information för själva fysiken , och om grundläggande och konceptuella frågor inom kvantteori och kvantinformationsteori .

Grupper

Ursprungligen var CQC baserad på Clarendon Laboratory , men det har nu vuxit till att sträcka sig över flera avdelningar vid University of Oxford:

Fysik

Atom-foton fysik , grupp ledd av Axel Kuhn.
Jonfångning , grupp ledd av Andrew Steane och David Lucas.
Kärnmagnetisk resonans , grupp ledd av Jonathan A. Jones .
Quantum spin dynamics , grupp ledd av Arzhang Ardavan och John Morton (gruppen spänner över fysik och material).
Kvantteori , grupp ledd av Dieter Jaksch.
Ultrakall kvantmateria , grupp ledd av Christopher Foot.
Ultrasnabb kvantoptik , grupp ledd av Ian Walmsley.

Material

Fotoniska nanomaterial , grupp ledd av Jason Smith.
Kvant- och nanoteknologiteori , grupp ledd av Simon Benjamin.
Quantum spin dynamics , grupp ledd av John Morton och Arzhang Ardavan (gruppen spänner över fysik och material).

Datavetenskap

Quantum Group , ledd av Samson Abramsky och Bob Coecke .

Matematik

Matematisk fysik , grupp ledd av Artur Ekert.

Ursprung

Centret har sitt ursprung i början av 1980-talet när datorindustrin började oroa sig för gränserna för datoranvändning. 1981 deltog Oxford-fysikern David Deutsch i en fest i Texas, som hölls av den berömda amerikanske fysikern John Wheeler, som hade bjudit in ett antal vetenskapsmän som var intresserade av grunderna för datoranvändning. Det var på denna fest som Deutsch fick den avgörande insikten som skulle leda till en helt ny gren av fysiken. Vid den tiden vände sig datavetare till newtonsk fysik för att försöka lösa vissa grundläggande pussel på området. Men under ett samtal på Wheelers fest insåg Deutsch att detta var fel tillvägagångssätt. Fysiken styrs i grunden av kvantteorin, och Deutsch kunde direkt se att att använda kvantteori istället för newtonsk fysik skulle ge ett annat resultat. Som en konsekvens av denna insikt publicerade Deutsch tidningen 1985 som nu allmänt betraktas som en klassiker inom området. Uppsatsen beskriver hur en dator kan köras med hjälp av kvantmekanik och varför en sådan dator är fundamentalt annorlunda än vanliga datorer.

1987 anlände Artur Ekert till Oxford för att arbeta med en DPhil i fysik, där han träffade Deutsch. Medan han arbetade på Oxford, utvecklade Ekert en teori om kryptografi baserad på kvantintrassling. Ett tillfälligt möte på skidbackarna i Alperna med John Rarity , en forskare vid DRA (då Storbritanniens främsta militära forskningsorganisation), ledde till ett samarbete där Ekerts schema testades experimentellt i början av 1990-talet. Efter att ha avslutat sin DPhil, fick Ekert ett juniorforskarstipendium från Merton och tog på sig sin första DPhil-student. Med Deutsch skapade detta ett litet team som inom ett år hade förvärvat titeln Quantum Computation and Cryptography Group.

Ett genombrott 1994 av Peter Shor , en forskare vid labben hos den amerikanska telekommunikationsjätten AT&T , stärkte hela området kvantinformation. Shor visade att Deutchs kvantdator faktiskt kunde lösa ett viktigt problem som en vanlig dator skulle finna omöjligt. För första gången blev det klart att kvantdatorer var långt ifrån oviktiga kuriosa. Efter Shors tillkännagivande blev kvantinformation allt mer populärt hos Oxford. 1995 Andrew Steane ett experimentellt försök att studera hur kvantdatorer kan byggas av joniserade atomer som fångas av laserstrålar. 1996 Jonathan Jones en grupp som arbetade på en kvantdator baserad på samma tekniker som används inom magnetisk resonanstomografi inom medicin. Och två år senare Dirk Bouwmeester från Genève för att starta en experimentgrupp som utarbetade hur kvantvärlden också skulle kunna revolutionera kommunikation. Gruppen bytte namn till Center for Quantum Computation.

Cambridge

CQC-gruppfoto, Cambridge, 2006

När Artur Ekert flyttade till Cambridge för att bli den första Leigh Trapnell-professorn i kvantfysik 2002, skapades Cambridge Center for Quantum Computation . Det fortsatte under detta namn fram till 2010, då den befintliga forskargruppen fick sällskap av Richard Jozsa , och centret döptes om till Cambridge Center for Quantum Information and Foundations (CQIF), vilket speglar det breda utbudet av dess forskningsaktiviteter. Cambridge CQIF är baserat på Institutionen för tillämpad matematik och teoretisk fysik (DAMTP), inom Center for Mathematical Sciences. Cambridge CQC:s permanenta fakultet var Artur Ekert, Leigh Trapnell professor i kvantfysik vid Cambridge från 2002 till 2007, och Adrian Kent, för närvarande läsare i kvantfysik vid Cambridge. Cambridge CQIF:s permanenta fakultet är Richard Jozsa, Leigh Trapnell Professor från 2010, och Adrian Kent.

Se även

externa länkar