Пол Бениофф - Paul Benioff

Бениофф улыбается
Пол А. Бениофф в 2019 году

Пол А. Бениофф[1] американский физик, который помогал пионером в области квантовые вычисления. Бениофф наиболее известен своими исследованиями вквантовая информация теория 1970-х и 80-х годов, которая продемонстрировала теоретические возможности квантовых компьютеров, описав первую квантово-механическую модель компьютера. В этой работе Бениофф показал, что компьютер может работать по законам квантовая механика описывая Уравнение Шредингера описание Машины Тьюринга. Работа Бениоффа в области квантовой теории информации продолжается и по сей день и охватывает квантовые компьютеры, квантовых роботов и взаимосвязь между основами логики, математики и физики.

ранняя жизнь и образование

Бениофф родился 1 мая 1930 года в Пасадене, штат Калифорния.[2] Его отец был профессором сейсмология на Калифорнийский технологический институт, а его мать получила степень магистра английского языка в Калифорнийский университет в Беркли.

Бениофф также учился в Беркли, где получил степень бакалавра вботаника в 1951 году. После двухлетней работы в ядерная химия для Tracerlab он вернулся в Беркли. В 1959 году он получил докторскую степень. в ядерной химии.

Карьера

В 1960 году Бениофф провел год вИнститут науки Вейцмана в Израиле в качестве постдокторанта. Затем он провел шесть месяцев вИнститут Нильса Бора в Копенгагене в качестве стипендиата компании Ford. В 1961 году он начал долгую карьеру вАргоннская национальная лаборатория сначала в химическом отделении, а затем в 1978 году в отделении воздействия на окружающую среду лаборатории. Бениофф оставался в Аргонне до выхода на пенсию в 1995 году. Он продолжает проводить исследования в лаборатории в качестве почетного ученого после выхода на пенсию физического отдела.

Кроме того, Бениофф преподавал основы квантовой механики в качестве приглашенного профессора вТель-авивский университет в 1979 году, а в 1979 и 1982 годах он работал приглашенным научным сотрудником в CNRS в Марселе.

Исследование

Квантовые вычисления

В 1970-х Бениофф начал исследовать теоретическую осуществимостьквантовые вычисления. Его ранние исследования завершились написанием статьи,[3] опубликовано в 1980 году, в котором описана квантово-механическая модельМашины Тьюринга. Эта работа была основана на классическом описании в 1973 году обратимых машин Тьюринга физиком. Чарльз Х. Беннетт.[4]

Модель квантового компьютера Бениоффа обратима и не рассеивает энергию.[5] В то время было несколько статей, в которых утверждалось, что создание обратимой модели квантовых вычислений невозможно. Статья Бениоффа была первой, которая показала, что обратимые квантовые вычисления теоретически возможны, что, в свою очередь, показало возможность квантовых вычислений в целом. Эта работа, наряду с более поздними работами нескольких других авторов (в том числе Дэвид Дойч, Ричард Фейнман, и Петр Шор ), инициировал поле квантовые вычисления.

В статье, опубликованной в 1982 г.,[6] Бениофф развил свою оригинальную модель квантово-механических машин Тьюринга. Эта работа положила квантовые компьютеры на прочную теоретическую основу. Ричард Фейнман затем произвел универсальный квантовый симулятор.[7] Основываясь на работе Бениоффа и Фейнмана, Дойч предположил, что квантовая механика может использоваться для решения вычислительных задач быстрее, чем классические компьютеры, а в 1994 году Шор описал алгоритм разложения, который, как считается, имеет экспоненциальное ускорение по сравнению с классическими компьютерами.[8]

После того, как Бениофф и его коллеги в этой области опубликовали еще несколько статей о квантовых компьютерах, эта идея начала набирать обороты в промышленности, банковском секторе и государственных учреждениях. В настоящее время эта область является быстрорастущей областью исследований, которая может найти применение в информационная безопасность, криптография, моделирование квантовых систем и многое другое.

Дальнейшие исследования

На протяжении своей карьеры в Аргонне Бениофф проводил исследования во многих областях, в том числематематика, физика ихимия. Находясь в химическом отделении, он проводил исследования ядерная реакция теория, а также взаимосвязь между основами физики и математики.

После прихода в Аргоннский отдел воздействия на окружающую среду в 1978 году Бениофф продолжил работу над квантовыми вычислениями и фундаментальными проблемами. Сюда входили описания квантовых роботов, квантово-механические модели различных типов чисел и другие темы. Совсем недавно он изучал влияние масштабирования чисел и локальной математики на физику и геометрия. В качестве заслуженного он продолжает работать над этими и другими основополагающими темами.

Награды и признание

В 2000 году Бениофф получил Премию квантовых коммуникаций Международной организации квантовых коммуникаций, вычислений и измерений, а также премию квантовых вычислений и коммуникаций от Университет Тамагавы в Японии. Он стал членом Американское физическое общество в 2001.[9] В следующем году он был награжден медалью Специального Чикагского университета за выдающиеся достижения в Аргоннская национальная лаборатория. В 2016 году Аргонн провел конференцию в честь своей работы в области квантовых вычислений.

Избранные научные труды

  • «Скорость образования космических лучей и среднее время удаления бериллия-7 из атмосферы», Физический обзор, Vol. 104, 1956, с. 1122–1130.
  • «Теория информации в квантовой статистической механике», Физические письма, Vol. 14. 1965. С. 196–197.
  • Некоторые аспекты взаимосвязи математической логики и физики. Я," Журнал математической физики, Vol. 11, 1970, стр. 2553–2569.
  • Некоторые аспекты взаимосвязи математической логики и физики. II, " Журнал математической физики, Vol. 12. 1971. С. 360–376.
  • «Операторнозначные меры в квантовой механике: конечные и бесконечные процессы», Журнал математической физики, Vol. 13, 1972, с. 231–242.
  • «Процедуры принятия решений в квантовой механике», Журнал математической физики, Vol. 13, 1972, с. 908–915.
  • «Процедуры в квантовой механике без аксиомы проекции фон Неймана», Журнал математической физики, Vol. 13, 1972, с. 1347–1355.
  • «Некоторые следствия усиленных правил интерпретации квантовой механики», Журнал математической физики, Vol. 15, 1974, стр. 552–559.
  • ”Модели теории множеств Цермело Франкеля как носители математики физики. Я", Журнал математической физики, Vol. 17, 1976, стр. 618–628.
  • ”Модели теории множеств Цермело Франкеля как носители математики физики. II, " Журнал математической физики, Vol. 17, 1976, стр. 629–640.
  • «Конечные и бесконечные последовательности измерений в квантовой механике и случайности: интерпретация Эверетта», Журнал математической физики, Vol. 18, 1977, стр. 2289–2295.
  • «Компьютер как физическая система: микроскопическая квантово-механическая гамильтонова модель компьютеров, представленная машинами Тьюринга», Журнал статистической физики, Vol. 22, 1980, стр. 563–591.
  • «Квантово-механические гамильтоновы модели машин Тьюринга», Журнал статистической физики, Vol. 29, 1982, стр. 515–546.
  • "Квантово-механические модели машин Тьюринга, которые не рассеивают энергию", Phys. Rev. Lett., Vol. 48, 1982, стр. 1581–1585.
  • «Квантово-механические гамильтоновы модели дискретных процессов, стирающих свою собственную историю: приложение к машинам Тьюринга, Int. J». Теор. Phys., Vol. 21, 1982, с. 177–201.[10]
  • «Комментарий к« Трудности вычислений »» Письма с физическими проверками, Vol. 53, 1984, стр. 1203.
  • "Квантово-механические гамильтоновы модели компьютеров", Летопись Нью-Йоркской академии наук, Vol. 480, 1986, с. 475–486.
  • «Квантовая баллистическая эволюция в квантовой механике: приложение к квантовым компьютерам», Phys. Ред. А, Vol. 54, 1996, стр. 1106–1123, Arxiv.
  • «Гамильтонианы сильной связи и квантовые машины Тьюринга», Phys. Rev. Lett., Vol. 78, 1997, стр. 590–593.
  • «Передача и спектральные аспекты гамильтонианов сильной связи для счетной квантовой машины Тьюринга», Физический обзор B, Vol. 55, 1997, стр. 9482–9493.
  • «Модели квантовых машин Тьюринга», Fortschritte der Physik, Vol. 46, 1998, стр. 423–441, Arxiv.
  • «Квантовые роботы и окружающая среда», Phys. Ред. А, Vol. 58, 1998, стр. 893–904, Arxiv.
  • «Квантовые роботы и квантовые компьютеры», в: A. J. G. Hey (Hrsg.), Фейнман и вычисления, Perseus Books 1999, стр. 155–176, Arxiv.
  • «Простой пример определений истины, обоснованности, последовательности и полноты в квантовой механике», Физический обзор A, Vol. 59, 1999, стр. 4223–4252.
  • "Представление натуральных чисел в квантовой механике", Phys. Ред. А, Vol. 63, 2001, 032305, Arxiv.
  • «Эффективное внедрение и числовое представление состояния продукта», Phys. Ред. А, Vol. 64, 2001, стр. 052310, Arxiv.
  • «Язык физический», Квантовая информация., Vol. 1. 2002. С. 495–509.
  • «Использование математических логических понятий в квантовой механике: пример», Журнал физики A: математические и общие, Vol. 35, 2002, стр. 5843–5857.
  • "На пути к последовательной физико-математической теории", Найденный. Phys., Vol. 32, 2002, стр. 989–1029, Arxiv.
  • «Представление чисел в квантовой механике», Алгоритмика, Vol. 34, 2002, стр. 529–559, Arxiv.
  • «На пути к последовательной теории физики и математики: связь теории и эксперимента», Основы физики, Vol. 35, 2005, стр. 1825–1856, Arxiv.
  • «Представление комплексных рациональных чисел в квантовой механике», Phys. Ред. А, Vol. 72, 2005, стр. 032314, Arxiv.
  • «Поля квантовых систем отсчета, основанные на различных представлениях рациональных чисел как состояний цепочек кубитов». Отправлено на 3-й фестиваль Фейнмана, Мэрилендский университет, 2006 г., Журнал физики: Серия конференций 70 (2007) 012003.
  • «Представление действительных и комплексных чисел в квантовой теории», Международный журнал чистой и прикладной математики, Vol. 39, 2007, стр. 297–339.
  • «Поля системы отсчета, основанные на представлениях квантовой теории действительных и комплексных чисел», Достижения в квантовых вычислениях, Vol. 482, 2009, с. 125–163.
  • «Влияние на квантовую физику локальной доступности математики и пространственно-временных масштабных коэффициентов для систем счисления». Глава 2, в Успехи квантовой теории, И. И. Котаеску (ред.), Издательство открытого доступа Intech, 2012.
  • «Расширение калибровочной теории, включающее масштабирование чисел по бозонному полю: влияние на некоторые аспекты физики и геометрии». Глава в Последние достижения в исследовании бозонов, Игнас Тремблей (ред.), Nova Press, 2013.
  • «Волоконное описание масштабирования чисел в калибровочной теории и геометрии», Квантовые исследования: математика и основы, Vol. 2. 2015. С. 289–313.
  • «Влияние скалярного масштабирующего поля на квантовую механику», Квантовая обработка информации, Vol. 15 (7), 2016, с. 3005–3034.
  • «Принцип отсутствия информации на расстоянии и локальная математика: некоторые эффекты в физике и геометрии», Теоретические информационные исследования, Отправлено.

Рекомендации

  1. ^ Дата рождения и информация о карьере от Американские мужчины и женщины науки, Томсон Гейл 2004
  2. ^ Дата рождения и информация о карьере от Американские мужчины и женщины науки, Томсон Гейл 2004
  3. ^ «Компьютер как физическая система: микроскопическая квантово-механическая гамильтонова модель компьютеров, представленная машинами Тьюринга», Пол Бениофф, Журнал статистической физики, 22, 563, 1980.
  4. ^ «Логическая обратимость вычислений», К. Х. Беннетт, Журнал исследований и разработок IBM, Vol. 17, 525, (1973).
  5. ^ «Квантово-механические модели машин Тьюринга, которые не рассеивают энергию», Пол Бениофф, Письма с физическими проверками, 48, 1581 (1982).
  6. ^ «Квантово-механические гамильтоновы модели машин Тьюринга», Пол Бениофф, Журнал статистической физики, Vol. 29, 515-546, 1982.
  7. ^ Фейнман, Ричард (1982). «Моделирование физики с помощью компьютеров». Международный журнал теоретической физики. 21 (6–7): 467–488. Bibcode:1982IJTP ... 21..467F. CiteSeerX  10.1.1.45.9310. Дои:10.1007 / BF02650179. S2CID  124545445.
  8. ^ Шор, П. (1994). «Алгоритмы квантовых вычислений: дискретные логарифмы и факторизация». Материалы 35-го ежегодного симпозиума по основам компьютерных наук. IEEE Comput. Soc. Пресс: 124–134. Дои:10.1109 / sfcs.1994.365700. ISBN  0818665807. S2CID  15291489.
  9. ^ "Архив сотрудников APS". APS. Получено 17 сентября 2020.
  10. ^ Вклад в конференцию MIT 1981 года по квантовым вычислениям

внешняя ссылка