Part, Péter

Peter Shor ( ang.  Peter Shor ; 1959. augusztus 14. , New York , USA ) amerikai tudós. A geometria, a valószínűségszámítás, a kombinatorika, az algoritmuselmélet és a kvantuminformatika témakörében megjelent munkák szerzője. Leginkább a kvantumszámítás elméletében elért érdemi eredményeiről ismert.

1994 - ben kifejlesztett egy hatékony polinomiális faktorizációs algoritmust nagy számokhoz kvantumszámítógéphez. (Még nem fedeztek fel olyan polinomiális algoritmust, amely nagy számokat faktorokká alakítana klasszikus számítógépen, és sok kutató szerint ez exponenciálisan nehéz feladat.) 1995-ben kimutatta, hogy a kvantumszámítás akár jelenléte mellett is elvégezhető. nem túl erős dekoherencia környezet) ha kvantumalgoritmikus hibajavítást alkalmazunk. A matematikában P. Shor és szerzőtársai bebizonyították a sarkkör-tételt .

A Nevanlinna-díj ( 1998 ) , a Gödel-díj ( 1999 ), a MacArthur-ösztöndíj ( 1999 ) és számos más rangos tudományos díj nyertese.

Életrajz

1977 - ben harmadik helyezést ért el az amerikai matematikai olimpián [1] , majd az amerikai csapat tagjaként részt vett a jugoszláviai nemzetközi matematikai olimpián, és ott ezüstérmet szerzett [2] [3] .

1981 - ben diplomázott a Caltech -en matematikából. Posztgraduális tanulmányait a Massachusettsi Technológiai Intézetben folytatta , ahol 1985- ben elnyerte a filozófia doktora címet az alkalmazott matematikában (közeli hasonlatos a tudomány kandidátusi címe Oroszországban). Peter Shore PhD témavezetője Tom Layton volt . Védekezése után egy évet a Berkeley Egyetemen töltött posztdoktoriként. 1986-ban csatlakozott az AT&T Bell Laboratories -hoz a New Jersey állambeli Murray Hill-ben, majd 1997-ben a Florham Parkban található AT&T Laboratories-hoz költözött. Több éven át fő érdeklődési területe a hagyományos számítógépek algoritmusai voltak, ugyanakkor valószínűségszámítást és kombinatorikát tanult. 1994-ben, miután átgondolta a problémákat, felfedezte a kvantumszámítógépek területén ( Shor algoritmusa ). Azóta ideje nagy részét a kvantumszámítástechnika és a kvantuminformációelmélet területén végzett kutatásokkal töltötte [ 4] .

2004 -ben a cégtől a Massachusetts Institute of Technology Matematika Tanszékére költözött , ahol jelenleg is dolgozik. Körülbelül ugyanebben az időben a Massachusetts Institute of Technology (CSAIL) Számítástechnikai és Mesterséges Intelligencia Laboratóriumának és az Elméleti Fizikai Központnak a tagja.

2007-ben megkapta a California Institute of Technology ( Caltech ) Distinguished Service Award díját. Tagja az Egyesült Államok Nemzeti Tudományos Akadémiájának is [5] .

Saját magát alakította a " New Star " című sorozatban (eng. "Nova" 1974  - ...)

Személyes élet

Shore feleségül vette Jennifert. Két lányuk van, a legidősebbet Valeriának hívják [6] .

Tudományos tevékenység

Shor professzor a kvantumszámítással kapcsolatos munkájáról ismert, különösen a kvantum-algoritmus kifejlesztéséről, amely ma Shor-algoritmusként ismert, és gyorsabb, mint bármely ismert modern, klasszikus digitális számítógépen futó algoritmus. Így megvalósíthatóbbá és valósabbá tette a kvantumszámítógépek fizikai fejlesztését. Shor bebizonyította, hogy a számítási hibák nem feltétlenül vezetnek komoly meghibásodásokhoz a kvantumszámítógép működésében – bebizonyította, hogy kvantumkorrekciós kódok segítségével enyhén zajos alkatrészekből kvantumszámítógépet lehet építeni. Így Peter Shor feltörte a korábban széles körben használt Rivest -Shamir-Adelman kriptorendszert [7] .

2002-ben elnyerte a King Faisal Nemzetközi Tudományos Díjat (neof. Arab Nobel-díj ). Rajta kívül Shor professzor 1998-ban a Nemzetközi Matematikus Kongresszus Rolf Nevanlinna-díjával , 1998-ban a Dixon- tudományi Dixon-díjjal, a Nemzetközi Kvantumkommunikációs Díjjal és a Gödel-díjjal jutalmazták a legjobb elméleti számítástechnikai munkáért. 1999 . Szintén 1999-ben elnyerte a MacArthur -ösztöndíjat (becenevén "Genius Fellowship"), amelyet a John D. és Catherine T. MacArthur Alapítvány évente ítél oda olyan amerikai állampolgároknak és lakosoknak, bármilyen életkorú és tanulmányi területtől függetlenül, "akik kivételes teljesítményt mutatnak be. érdeme és a folyamatos és kiterjesztett alkotómunka ígérete” és az 1998-as Nemzetközi Kvantumkommunikációs Díj [5] [8] .

Shore a 25. díjazott a Carnegie Mellon Egyetemtől . Shor fejlesztései a kvantumszámítógépre vonatkoznak , amely nagymértékben felülmúlja a digitális számítógépeket sebességben, és megtanulja megoldani azokat a problémákat, amelyeket a legmodernebb párhuzamos gépek esetében nehéz megoldani. Egy ilyen eszköz képességeit azonban 1994-ig nem ismerték kellőképpen, amikor Shor felfedezett egy algoritmust nagy számok vagy egész számok prímszámokká kvantálására. Áttörése kutatási hullámot indított el a fizikusok és informatikusok körében, akik most a kvantumszámítógépek elméletétől a prototípus szakaszáig segítenek. A hosszú számok hagyományos számítógépekkel történő faktorálásának nehézsége az interneten széles körben használt információk titkosítási módszereinek hátterében áll. Emiatt egy kvantumszámítógép legalább potenciálisan veszélyeztetheti az elektronikus pénz és az internetes aláírások biztonságát. Azonban még sok évre van hátra egy olyan eszköz, amely ténylegesen megvalósíthatja a Shor-algoritmust nagy számokra, mert számos technikai nehézséget kell leküzdeni. Ezért a biztonsági szervezetek figyelemmel kísérik a fejleményeket ezen a területen, és egyelőre nincs komoly aggodalom [9] .

Peter Shor a Stack Exchange aktív közreműködője és felhasználója , három arany "jelvénnyel" (egy a jó válaszért) és százkilencvenkét ezüst és bronz "jelvénnyel" [10] .

Shornak a kvantumszámítógép fejlesztésén végzett munkája veszélyezteti a modern kriptográfiát, különösen az RSA algoritmust , amely egy nyilvános kulcsú titkosítási rendszer , amely két nagy prímszám szorzatának faktorizálásán alapul .  Ez a kvantumszámítógép feltalálása után releváns kriptográfia kifejlesztéséhez vezet, mint például a hash-táblázat alapú Merkle-aláírások , hibajavító kriptorendszerek (például McEliece ) és titkos kulcsos titkosítás (például AES ). ).

Jelentés az egységleképezések szerkezetéről és a Birkhoff-féle aszimptotikus kvantumsejtésről

Ennek a jelentésnek az az értéke, hogy sok jövőbeli kérdést vet fel, amelyekkel a professzor foglalkozik. A professzor azon töpreng, vajon Birkhoff tétele általánosítható -e a kvantumcsatornákra. Birkhoff egyik tétele kimondja, hogy bármely bisztochasztikus mátrix permutációs mátrixok konvex kombinációja. A sztochasztikus leképezés nem kommutatív analógja a kvantumcsatorna, vagyis a Hermitiánus mátrixok teljesen pozitív nyommegőrző leképezése. A bisztochasztikus mátrixok analógjai egységes csatornák, amelyek megőrzik az azonosságmátrixot. Birkhoff tételének természetes, nem kommutatív általánosítása lenne az az állítás, hogy minden unitális csatorna unitárius leképezések konvex kombinációja, ami azonban nem igaz. Egy gyengébb állítás Birkhoff aszimptotikus kvantumsejtése a csatorna n-edik tenzorhatványának unitárius leképezésekkel történő közelítéséről, mivel n a végtelenbe hajlik. Shor professzor kimutatja, hogy egy ilyen hipotézis szintén helytelen, és az ehhez a hipotézishez kapcsolódó unitális csatornák osztályozását javasolja [11] .

A Shannon-féle kvantum-inverz tétel tanulmányozása

Ez a munka a professzor tevékenységének egyik kulcsfontosságú eleme, hiszen eredeti kutatásait fejleszti, finomítását teszi lehetővé. A munka a kvantuminformáció elmélettel foglalkozik, és megpróbálja elemezni, hogy egy kvantumcsatornán mennyi információ továbbítható . Ellentétben a klasszikus esettel, amelyre a Shannon-képlet szerint csak egy csatornakapacitás értéke van, a kvantum esetben ez attól függ, hogy a továbbított információ klasszikus vagy kvantum, és milyen segéderőforrások állnak rendelkezésre.

A szokásos zajcsatorna kódolási problémának köszönhetően, ahol egy zaj (klasszikus vagy kvantum) csatornát használnak egy zajmentes csatorna szimulálására, Shannon inverz tételei a zajmentes csatornák használatára vonatkoznak a zajcsatornák szimulálására, és általánosabban egyetlen csatorna használatára vonatkoznak. zajcsatorna a zajcsatornák szimulálására.egy másik csatorna működésének szimulációja (zaj vagy néma). A nem nulla sávszélességű kapcsolatoknál ilyen modellezés mindig lehetséges, de a hatékonyság érdekében általában megfelelő típusú és mennyiségű kiegészítő erőforrásokra van szükség. Klasszikus esetben a küldő és a vevő közötti általános véletlenszerűség elegendő segéderőforrás, függetlenül a forrás jellegétől, de kvantum esetben a hatékony szimulációhoz szükséges segéderőforrások mind a modellezett csatornától, mind a forrástól függenek. és bemenetek hozzá.

Tenzoros energiaforrások esetén (a klasszikus memória nélküli források kvantumáltalánosítása) elegendő a standard ebitek (maximálisan összefonódott qubit párok) formájában történő összefonódás , de az általános források esetében, amelyek tetszőlegesen korrelálhatók vagy összegabalyodhatnak a csatorna bemeneteinél, további erőforrások, mint pl. összefonódás vagy szivárgás állapota általában elkerülhetetlen. A meglévő és az új eredményeket kombinálva megállapítjuk a kommunikációs és támogatási erőforrások szükségességét mind a klasszikus, mind a kvantum esetben, a köztük lévő kompromisszumokat, illetve a szimulációs hatékonyság elvesztését olyan esetekben, amikor a támogató erőforrások hiányoznak vagy nem elegendőek. Különösen találunk egy új egyszerű kifejezést az előrecsatolási költségre a kvantumcsatornák koherens visszacsatolásának szimulálására (azaz egy olyan szimulációra, amelyben a küldő elmenti azt, ami egy hagyományos szimulációban egyébként a környezetbe kerülne) olyan tápegységeken, amelyek nem tápegységek korlátlan ebit jelenlétében, ha nincs más segéderőforrás. A tenzor energiaforrásokra vonatkozó eredmények erős kölcsönhatást mutatnak az összefonódáshoz kapcsolódó hatványtétellel [12] .

Jegyzetek

1. ↑ Murray Klamkin (szerkesztő). Amerikai Matematikai Szövetség (1989. január). USA matematikai olimpiák 1972-1986 Problémák és megoldások (Anneli Lax New Mathematical Library) , ISBN 0-88385-634-4 , ISBN 978-0-88385-634-5 , hozzáférés: 2007. május 10.
2. ↑ Mill Valley Historical Society, 2004, 'History of Homestead Valley' Archivált 2006-08-21.
3. ↑ Stephen R. Dunbar, „Identifying Talent: American Mathematics Competitions”, Mathematical Association of America, Focus, 24. kötet, 3. szám, 2004. március, 29. o.
4. ↑ Peter Shor | M.I.T. matematika . math.mit.edu. Letöltve: 2018. december 20. (határozatlan)
5. ↑ 1 2 King Faisal-díj | Peter  W. Shor professzor Letöltve: 2018. december 10.
6. ↑ SCS News Releases . www.cs.cmu.edu. Letöltve: 2018. december 10. (határozatlan)
7. ↑ Amerikai Matematikai Társaság  . www.ams.org. Letöltve: 2018. december 20.
8. ↑ Nevanlinna-díj › Heidelberg- díjas fórum  . Letöltve: 2018. december 20.
9. ↑ Peter W. Shor. Polinom-idő algoritmusok prímfaktorizáláshoz és diszkrét logaritmusokhoz kvantumszámítógépen  // SIAM Journal on Computing. — 1997-10. - T. 26 , sz. 5 . - S. 1484-1509 . - ISSN 1095-7111 0097-5397, 1095-7111 . - doi : 10.1137/S0097539795293172 .
10. ↑ Peter Shor felhasználó . Elméleti Számítástudományi Stack Exchange. Letöltve: 2018. december 20. (határozatlan)
11. ↑ Peter Shor, Az egységtérképek szerkezete és az aszimptotikus kvantum Birkhoff-sejtés . www.mathnet.ru Letöltve: 2018. december 10. (határozatlan)
12. ↑ A Quantum Reverse Shannon-tétel és a kvantumcsatornák szimulációjának erőforrásai – IEEE Journals & Magazine  . ieeeexplore.ieee.org. Letöltve: 2018. december 20.

Irodalom

• Az Unital Maps szerkezete és az aszimptotikus kvantum Birkhoff sejtés (cikk)
• Polinom-idő algoritmusok prímfaktorizáláshoz és diszkrét logaritmusokhoz kvantumszámítógépen (cikk)
• Interaktív kvantumbizonyítványok rövid üzenetekkel (cikk)
• A feloldás ereje (cikk)
• Szuperadditivitás a kvantumcsatornák átváltási kapacitásában (cikk)
• Kvantum- és szuperkvantum fejlesztések két küldő és két vevő csatornákhoz (cikk)
• polylog-LDPC kapacitás elérési kódok a kvantumtörlési csatornához (cikk)
• A Quantum Reverse Shannon-tétel és az erőforrások kompromisszumai a kvantumcsatornák szimulálásához – IEEE Journals & Magazine

Linkek

• www-math.mit.edu/~shor/ - Peter Shor hivatalos weboldala
• A tehetség azonosítása: American Mathematics Competitions , Focus, Vol. 24., 3. szám (2004. március).
• Shor - Computer Scientist , Fusion Newsletter, Vol. 2, 4. szám (2002/2003 tél).
• DBLP: Peter W. Shor .
• Peter Shor kvantumszámítógép-szakértő kapja meg Carnegie Mellon 1998-as Dickson-díját a tudományban .
• Peter W. Shor – MacArthur Alapítvány
• Peter Shor Nemzeti Tudományos Akadémia

Tematikus oldalak	Matematikai genealógia ORCID zbMATH Nyitva Össz-orosz matematikai portál
Szótárak és enciklopédiák	horvát Universalis
Bibliográfiai katalógusokban	LCCN : n90675725 VIAF : 16391602 WorldCat VIAF : 16391602