Research Center for Quantum Information

Head of Department:  Mgr. Michal Sedlák, PhD.

Deputy head:  Mgr. Daniel Nagaj, PhD.

Webpage:  quantum.physics.sk

Research activity:

Oddelenie Centra pre výskum kvantovej informácie sa venuje využitiu kvantových javov pri spracovaní informácie, t. j. kvantovej komunikácii a kvantovému počítaniu. Stručne povedané hlavným praktickým prínosom tejto oblasti je zvýšenie (informatickej) bezpečnosti a zrýchlenie algoritmov. Bezpečnosť kvantových kryptografických zariadení je garantovaná samotnými fyzikálnymi zákonitosťami kvantového sveta, konkrétne kvantovou neurčitosťou a kvantovou nelokálnosťou. Kvantová interferencia a kvantové previazanie sú fyzikálnymi princípmi vďaka ktorým kvantové počítače umožňia rýchlejšie výpočty a simulácie vlastností samotných fyzikálnych systémov. Okrem spomenutých potenciálnych aplikácii v informačných technológiách náš výskum zahŕňa aj hlbšie analyzovanie samotných princípov kvantového sveta, ale aj prehodnotenie princípov informatiky a matematiky a súvislostí medzi nimi.

Aktuálne sa oddelenie venuje témam:

• vývoj efektívnych numerických simulačných metód a simulácie vlastností kvantových fyzikálnych systémov (metódy DMRG, MPS,…)
• návrh komunikačných protokolov s kvantovo-garantovanou anonymitou účastníkov (ako napríklad kvantové hlasovanie)
• kvantová výpočtová zložitosť, t.j. otázka, čo je ťažké aj pre kvantové počítanie, a jej vzťah k vlastnostiam a riešiteľnosti mnohočasticových kvantových systémov
• aplikovanie a vývin algortimických metód tzv. kvantového kráčania
• teoretické modelovanie experimentálnej realizácie kvantových bitov v polovodičových systémoch tzv. kvantových bodiek
• optimálizácia a vývoj metód na odhadovanie a certifikáciu funkčnosti kvantových zariadení a experimentálna verifikácia kvantových vlastností
• experimentálna realizácia supravodivých kvantových bitov a implementácia kvantových algortimov v tomto systéme
• realizícia vysoko-citlivých kvantových meracích prístrojov a detektorov
• termodynamika v kvantových systémoch a kvantovej informatike
• matematická axiomatizácia kvantovej fyziky a jej rozšírení
• vývoj metód a analýza matematických štruktúr kvantovej teórie
• bezpečná ditribúcia kvantovej informácie v kvantových sieťach