Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Students’ view of Quantum Information Technologies, part II

Wojtkowski Marcin, Bartoszewski Michał, Buchwald Wojciech, Joachimczyk Karolina, Kawala Ada, Romaniuk Ryszard S.

International Journal of Electronics and Telecommunications

|

2024

|

Vol. 70, No. 1

241--246

EN

The aim of the paper is to show how graduated engineering students in classical ICT view practically the advent of the QIT. The students do their theses in El.Eng. and ICT and were asked how to implement now or in the future the QIT in their current or future work. Most of them have strictly defined research topics and in some cases the realization stage is advanced. Thus, most of the potential QIT application areas are defined and quite narrow. In such a case, the issue to be considered is the incorporation of QIT components and interfaces into the existing ICT infrastructure, software and hardware alike, and propose a solution as a reasonable functional hybrid system. The QIT components or circuits are not standalone in most cases, they should be somehow incorporated into existing environment, with a measurable added value. Not an easy task indeed. We have to excuse the students if the proposed solutions are not ripe enough. The exercise was proposed as an on-purpose publication workshop, related strictly to the fast and fascinating development of the QIT. The paper is a continuation of publishing exercises with previous groups of students participating in QIT lectures.

2

Students’ View of Quantum Information Technologies

Drecka Dagmara A., Lipiński Marek T., Sarwiński Adrian Z., Sowa Arkadiusz, Turliński Jakub K., Romaniuk Ryszard S.

International Journal of Electronics and Telecommunications

|

2023

|

Vol. 69, No. 3

627--633

EN

The article is a sort of advanced publication workshop prepared by a group of M.Sc. students in ICT participating in the course on QIT. The idea behind the publishing exercise is to try to link, if possible, individual own work just under realization for the thesis with new unique possibilities offered by the QIT. Each chapter is written by a single author defining concisely her/his research interest in the classical ICT field and trying to find possible correlations with respective abruptly developing branches of the QIT. The chapter texts are somehow moderated by the tutor but are exclusively authored by young researchers. The aim was to present their views on the possible development directions of particular subfields of QIT, if not fully mature, but still based on their own ideas, research and dreams.

3

Selected Advances of Quantum Biophotonics : a Short Review

Lelit Marcin, Białecki Andrzej, Gabler Tomasz, Łabaj Filip, Pituła Emil, Romaniuk Ryszard S.

International Journal of Electronics and Telecommunications

|

2023

|

Vol. 69, No. 2

399--405

EN

This article discusses four fields of study with the potential to revolutionize our understanding and interaction with biological systems: quantum biophotonics, molecular and supramolecular bioelectronics, quantum-based approaches in gaming, and nano-biophotonics. Quantum biophotonics uses photonics, biochemistry, biophysics, and quantum information technologies to study biological systems at the sub-nanoscale level. Molecular and supramolecular bioelectronics aim to develop biosensors for medical diagnosis, environmental monitoring, and food safety by designing materials and devices that interface with biological systems at the molecular level. Quantum-based approaches in gaming improve modeling of complex systems, while nanomedicine enhances disease diagnosis, treatment, and prevention using nanoscale devices and sensors developed with quantum biophotonics. Lastly, nano-biophotonics studies cellular structures and functions with unprecedented resolution.

4

Komponenty internetu kwantowego

Romaniuk Ryszard

Elektronika : konstrukcje, technologie, zastosowania

|

2022

|

Vol. 63, Nr 2

18--26

PL

Internet kwantowy jest terminem używanym obecnie, choć zapewne na wyrost, w obszarze informacyjnych technik kwantowych ITK. Nieodpartą pokusą jest po prostu zastąpienie wszystkich elementów obecnej sieci globalnej komponentami z przymiotnikiem kwantowy. Hosty, serwery, modemy, koncentratory, karty sieciowe i wiele innych urządzeń, oprogramowanie, protokoły, itp. muszą być kwantowe. Tak niestety w ogólnym przypadku nie jest i droga do takiego stanu jest dość odległa. Innym podejściem, także odległym od realizacji praktycznej, jest zupełnie nowy projekt koncepcji sieci kwantowej bazujący nie na topologii klasycznej a na potencjalnej topologii umożliwiającej dystrybucję tylko tego co najważniejsze, czyli zasobów kwantowych jak koherencja, a szczególnie zasobów nielokalnych jak splątanie. Koncepcji budowy Internetu kwantowego jest kilka, przy czym najprostszą metodą jest jednak podążanie wydeptanymi ścieżkami. Do realizacji takiego najprostszego Internetu kwantowego potrzebne są między innymi pamięci kwantowe, wzmacniaki kwantowe, konwertery kubitów stacjonarnych w kubity lotne i odwrotnie, itp. Unia Europejska promuje rozwój w tym kierunku poprzez tworzenie filarów tematycznych np. Cyfrowa Europa w ramach programów ramowych, poprzednio H2020 a obecnie Horyzont Europa. Europejski Flagowiec Kwantowy EQF, Otwarte Środowisko Dystrybucji Klucza Kwantowego OpenQKD, Kwantowy Sojusz Internetowy QIA, Europejska Infrastruktura Komunikacji Kwantowej EuroQCI, są przykładami takich inicjatyw.

EN

Quantum Internet is a term that is already used today, though probably exaggerated, in quantum information techniques. It is an irresistible temptation to simply replace all the elements of the current global network with components with the adjective quantum. Hosts, servers, modems, hubs, network bridges and switches, network cards and many other devices, software, protocols, etc. must be quantum. Unfortunately, this is not the case and the road to such a state is quite distant. Another approach, also distant from practical implementation, is a completely new design of the concept of a quantum network based not on a classical topology but on a potential topology allowing the distribution of only what is most important, i.e., quantum resources, in particular nonlocal resources. There are several concepts for building the quantum Internet, and the simplest method is to follow well-trodden paths. To implement such the simplest quantum Internet, you need, among others, quantum memories, quantum repeaters, stationary qubit converters to flying qubits and vice versa, etc. The European Union promotes development in this direction by creating thematic pillars, eg. Digital Europe within the framework programs, previously H2020 and now Horizon Europe. The European Quantum Flagship EQF, the OpenQKD Quantum Key Distribution Environment, the QIA Quantum Internet Alliance, the EuroQCI European Quantum Communication Infrastructure are examples of such initiatives.

5

Internet kwantowy

Romaniuk Ryszard

Elektronika : konstrukcje, technologie, zastosowania

|

2022

|

Vol. 63, Nr 5

19--25

PL

Fundamentalne twierdzenia o niemożliwościach kwantowych są związane łącznie z zasadami zachowania energii w systemie zamkniętym, zakazem Pauliego i twierdzeniem spin-statystyka, zasadą nieoznaczoności Heisenberga, wykluczeniem prędkości superluminalnej, paradoksem informacyjnym czarnej dziury, jej parowaniem i trójparametrowym opisem w postaci tylko masy, ładunku elektrycznego i momentu obrotowego, determinizmem kwantowym i odwracalnością czasu (symetrią CPT), ciągłym wielokanałowym sprzężeniem mikro świata kwantowego z makroświatem termodynamicznym objawiającym się dynamiką wyboru dekoherencji, itp. W tak zdefiniowanym przy pomocy twardych ograniczeń obszarze zadaniem do realizacji jest budowa kwantowego złożonego, technicznego systemu funkcjonalnego. Dostępnym budulcem są kubity, kudity, bramki i układy oraz pamięci kwantowe, itp. Ogólnym zasobem sygnałowym w kwantowych technikach informacyjnych ITK jest nielokalność, możliwość jej opanowania technicznego, oraz jej potencjalna ocena ilościowa i jakościowa, często odnoszona do poziomu LOCC. W szczególności, nie do końca ekwiwalentnymi, zasobami są diskord kwantowy, kontekstualność, kwantowa entropia, a najczęściej splątanie. Narzędziami do budowy systemów ITK są teleportacja kwantowa, tomografia kwantowa, współdzielenie stanów splątanych, sterowanie kubitów fizycznych i logicznych, wirtualizacja kubitów, destylacja splątania, korekcja błędów kwantowych, transfer stanów kwantowych między kubitami stacjonarnymi i lotnymi, itp. Celem jest budowa Internetu kwantowego, docelowo całkowicie kwantowego, a obecnie w wersji NISQ.

EN

Fundamental quantum no-go theorems are related to the principles of conservation of energy in a closed system, the Pauli exclusion principle and the spin-statistics theorem, the Heisenberg uncertainty principle, the exclusion of superluminal velocity, the black hole information paradox, its evaporation and the only three-parameter description with mass, electric charge and angular momentum, quantum determinism and time reversibility (CPT symmetry), continuous multichannel coupling of the quantum micro world with the thermodynamic macro world manifested by the dynamics of decoherence selection rules, etc. The available building blocks are qubits, kudits, gates and circuits, quantum memories, etc. The general signal resource in IQT is nonlocality, the possibility of its harnessing at the technical level, and its potential quantitative and qualitative assessment, often related to the LOCC level. In particular, not entirely equivalent resources are quantum discord, contextuality, quantum entropy, and most often the entanglement. The tools for building IQT are quantum teleportation, quantum tomography, entangled states sharing, control of physical and logical qubits, qubit virtualization, entanglement distillation, correction of quantum errors, transfer of quantum states between stationary and flying qubits, etc. The goal is to build a quantum Internet, ultimately entirely quantum, and currently in the NISQ version.