Приведенные вопросы предназначены выяснить, интересна ли вам квантовая информатика и стоит ли ей заниматься.
Для ответа на несколько первых вопросов полезно прочесть книжку Р.Фейнмана «КЭД. Странная теория света и вещества». Другие вопросы требуют некоторой эрудиции, или обращения к интернету, а некоторые весьма глубоки. Ответы на них предполагают серьезное обоснование, а в некоторых случаях - знакомство с оригинальными работами, которые можно найти в архиве научных публикаций arxiv.org, раздел quant-ph. Система оценок за ответы не предусмотрена.
Список вопросов для тестирования в магистратуру по специальности "Квантовая информатика"
- Опишите эксперимент с "котом Шредингера". Можно ли надеяться с помощью этого эксперимента оживить умершего кота?
- Что такое "запутанные состояния" и в чем смысл квантовой нелокальности? Не противоречит ли она теории относительности?
- Почему свет распространяется по прямой? Всегда ли он ведет себя так?
- Почему угол падения равен углу отражения, и всегда ли это так?
- Что такое фотон?
- Найдите ошибку в таблице неопределенных интегралов из учебника по математическому анализу.
- Вы изучаете поток воздуха в комнате. Дать обоснованный ответ на вопрос: какое математическое средство будет наиболее адекватным:
- уравнение Эйлера идеального газа,
- уравнение Навье-Стокса,
- уравнение теплопроводности,
- биллиардная столкновительная модель,
- строго говоря, ничего из перечисленного.
- На суперкомпьютере можно рассчитать траекторию полета космического корабля в Солнечной системе, но нельзя предсказать ход химической реакции с сотней атомов. Объясните, почему.
- Почему шарики, брошенные в воронку из видеоклипа, долго не могут попасть в центральную дырку? Могут ли они вращаться вечно и при каких условиях? Почему они в конце концов проваливаются в дырку?
- Квантовое состояние молекулы — на что оно больше всего походит (дать обоснованный ответ):
- на заводную машинку,
- на планетную систему звезды,
- на живое существо.
- Вам нужно моделировать химическую реакцию в системе из десяти тысяч атомов на суперкомпьютере. Как вы поступите (дать обоснованный ответ):
- ресурс параллелизма должен быть потрачен на точное воспроизведение квантовых состояний атомного ансамбля, а отдельные узлы загружаются расчетом их классической динамики,
- ресурс параллелизма должен быть потрачен на воспроизведение классических состояний ансамбля, а узлы загружены квантовым расчетом
- В каком случае целесообразно использовать квантовый криптографический канал, и почему именно:
- для связи разведчика с центром
- для защиты телефонных переговоров банка с клиентами
- для передачи команд беспилотникам
- У вас есть квантовый компьютер с тактовой частотой процессора ноутбука и возможностью расширения памяти до миллиона логических кубитов. Какие задачи вы можете на нем решить в идеальном случае:
- взломать квантовый криптографический протокол
- взломать систему шифрования RSA
- предсказать заранее результат работы обыкновенной компьютерной программы, запущенной на этом ноутбуке, длины в сто строчек кода.
- Можно ли получить выгоду в вычислениях, используя квантовую нелокальность?
- Будет ли безопасным использование импортных лазеров в отечественных квантовых криптографических каналах и почему?
- Где нужнее запутанность: в квантовой криптографической линии, или для атаки на нее?
- Добавление новых элементов к рассматриваемой системе увеличивает или уменьшает порядок в ней (дать обоснованный ответ)?
- По двум параллельным проводникам течет ток в одну сторону. Они притягиваются или отталкиваются? А если в разные стороны? А почему?
- Можно ли использовать квантовую нелокальность для сверхсветовой передачи информации между людьми?
- Какая механика более общая - квантовая или классическая? Почему в повседневной жизни часто достаточно знать классическую механику?
- Обоснована ли квантовая теория логически - дать развернутый ответ.