A kvantumelektrodinamika növekvő szerepe az információs technológiában és a bionikában

Zoltán András Nagy

bevezetés a kvantumvilágba A számítástechnikai rendszerek és az ott kezelt adatok védelme elvitathatatlanul napjaink egyik legfontosabb feladata, követelménye.Az információ ellen irányuló támadások megelőzéséhez az informatikai rendszer magas fokú fizikai, személyi, logikai védelme mellett a támadások felismerése és az azokra adott válaszlépések azonnalisága is elvárt követelmény. 1 A kiberbiztonságot fenyegető "hagyományos" veszélyekről Az informatikai és az információvédelem folyamatos fejlesztése, ideértve a fizikai, logikai, humán védelmet egyaránt, az egyre kiterjedtebb és szofisztikáltabb támadások miatt elvitathatalanul szükséges.Lássunk néhány már ismert támadási formát!Ilyen az informatikai rendszerhez többféle technikával végrehajtható jogosulatlan hozzáférés (hacking, azaz "elektronikus betörés"), amely fenyegeti a rendszer működését, így például kódtörő programokkal vagy brute force-szal (nyers erővel -a jelszó próbálgatásaival).A social engineering körébe tartozik a színlelt vagy valódi bizalmi, érzelmi viszony kihasználásával történő adatszerzés, a másik személy jelszavainak, 1 Megkülönböztetünk informatikai és információ-, ezen belül adatvédelmet.Az informatikai védelem az abban kezelt adatok/információk védelmén túl az erre szolgáló technikai rendszer védelmét jelenti.Ennek részei az informatikai hálózatok, eszközök (számítógépek, perifériák, ezek mobil formában is stb.).A védelem alappillérei a fizikai, személyi, logikai.Az információvédelem azon adatokra terjed ki, amelyek valamilyen tartalommal rendelkeznek, és tartalmukat írásban, kép-, videófelvételen rögzítették, továbbá szóban közölve kommunikációs, informatikai és egyéb elektronikus rendszerekben, vagy bármilyen más módon kezelnek.Az információvédelmen belül az adatvédelem a személyes adatok védelmére szűkül.

V. I. Balykin

M. Fannes, Robert Alicki

Михаил Борисович Менский

P. Domokos, János K. Asbóth, A. Gábris +3 more

Munkánk elvezetett a rezonátoros kvantumelektrodinamika alapmodelljének több irányú kiterjesztéséhez, és más aktív kutatási területhez kapcsolásához. Az erős atom-fény csatolást bevezettük a Bose-Einstein kondenzátumok fizikájába. Először átlagtérelmélettel és lineáris zajanalízissel felderítettük a csatolt anyag-, és fényhullámok hibrid rendszerét. Kifejlesztettünk effektív modelleket, amelyek számot adnak a kvantumstatisztikai tulajdonságokról, sőt, még dinamikai jelenségekről is. A térbeli önszerveződés nemegyensúlyi fázisátalakítását elemeztük részletesen. At ETH csoportjában végzett kísérletek igazolták néhány jóslatunkat. Kapcsolatot teremtettünk a rezonátoros QED és a standard optomechanikai modell között. Ez utóbbi egy forró kutatási téma, amely kvantumhatások megfigyelhetőségével kecsegtet egy mezoszkopikus tárgy (tükör) mozgásában. A két modell egységes leírását adtuk egy szórási modell keretében, amely két extrém határesetében adja vissza őket. A szórási megközelítés sikeresnek bizonyult szabad térben megfigyelhető, kollektív atomi jelenségek feltárásában is. Túlléptünk az optikai rácsok szokásos leírásán: korrekciókat találtunk a dipólerő kifejezéséhez, amely az atomok mezőre kifejtett visszahatásából származnak, és megmutattuk, hogy sűrűséghullámok formájában soktest gerjesztések létezhetnek egy optikai rácsban. Összesen 21 cikket publikáltunk, amelyek között 6 Phys. Rev. Lett. van. 7 meghívott konferenciaelőadást tartottunk. | This project has led to the extension of the basic cavity QED model in various directions, connecting it to other very active research fields. First of all, the strong atom-field coupling has been incorporated to the physics of Bose-Einstein condensates. The composite, hybrid system of coupled matter and light waves was explored, first, by mean field theory and linearized fluctuation analysis. We developed effective models accounting for quantum statistical features, too, even for dynamical effects. The non-equilibrium phase transition of spatial self-organization was analysed in detail. Experimental observations in the ETH group verified some of our predictions. We established a link between cavity QED and the standard opto-mechanical model. This latter is a hot topic with the promise of observing quantum effects in the kinematics of massive, mesoscopic mirrors. We described them in a uniform framework, as being the two extremes of the same scattering model. This scattering approach proved to be useful also in studying collective atomic effects in free space. We went beyond the standard picture of optical lattices: we found corrections to the optical dipole potential due to back-action on the field and showed that many-body excitations in the form of density waves can be excited in an optical lattice. We published altogether 21 papers, among which there are 6 Phys.Rev. Letters. We presented 7 invited conference talks.

Kristóf Tóth