Kompyuter fani eng asosida kirish va chiqish haqida. Ammo agar kirish va chiqishning o'zi oddiy raqamlar bo'lmasa nima bo'ladi? Kolumbiya universiteti professori Xenri Yuen aynan shu savolga javob izlamoqda — va bu kvant fizikasi bilan qora tuynuklar sirini ham o'z ichiga oladi.

Kirish va Chiqish Doimo Oddiy Bo'lishi Shartmi?

An'anaviy murakkablik nazariyasida kirish va chiqish har doim klassik — ya'ni oddiy raqamlar yoki bitlar satrlari. O'rtada nima sodir bo'lishi sizga bog'liq: klassik kompyuter yoki kvant kompyuteridan foydalanishingiz mumkin. Ammo nima uchun kirish va chiqish klassik bo'lishi shart?

"An'anaviy murakkablik nazariyasi bu haqda mutlaqo jim. Balki bu boshqa muammolar sinfini tushunish uchun alohida nazariya kerakdir."

— Xenri Yuen, Kolumbiya universiteti

Yuen 30 yildan ortiq vaqt davomida tadqiqotchilar kvant kompyuterlarining kuchini o'rganish uchun ishlatib kelgan an'anaviy doirani yanada kengaytirmoqchi. U kirish va chiqishning o'zi kvant bo'lgan muammolar bilan shug'ullanmoqda.

Kvant Konverti

Yuen "bit majburiyati" deb ataladigan kriptografik usulni misol tariqasida keltiradi. Bu usul yopiq konvertga xabar solishga o'xshaydi — xabar ochilgunga qadar maxfiy bo'lib qoladi va uni o'zgartirib bo'lmaydi. Auksion takliflari yoki yashirin ovoz berish uchun ishlatilishi mumkin.

Klassik bit majburiyati sxemalari ma'lum matematik masalalarni yechish qiyinligiga tayanadi. Agar siz bu masalalarni yecha olsangiz, istalgan klassik konvertni ocha olasiz.

Ammo konvertlar kvant bo'lsa — hatto shu ajoyib hisoblash quvvatiga ega bo'lsangiz ham, kvant konvertlarini ochib bo'lmaydi. Chunki endi muammo matematikdan ko'ra ko'proq fizikaga oid. Klassik hisoblash quvvatining ortiqchaligi kvant ishlov quvvatiga avtomatik tarjima qilinmaydi.

"Bu ikki hisoblash vazifalari dunyosi bir-biridan tubdan farq qilishi mumkinligiga ishora. Mening fikrimcha, bu sohadagi eng muhim ochiq muammo: ikki dunyo o'rtasidagi mantiqiy munosabat nima?"

— Xenri Yuen

Uhlmann Teoremasi — Markaziy Tugun

Yuen va uning hamkorlari yangi nazariyani qurishda bir muammo bor joyda yana va yana paydo bo'lishini kashf etdilar. Bu muammo kvant axborot nazariyasidagi juda fundamental natija — Uhlmann teoremasidan kelib chiqadi.

Tasavvur qiling: siz ikkita dolanishgan kvant zarrachasiga egasiz va ularning birgalikdagi holati ikkita mumkin bo'lgan holatdan birida. Kvant mexanikasi har doim birinchi holatni ikkinchisiga o'tkazish mumkinligini ta'kidlaydi. Ammo agar siz faqat bitta zarrachaga ta'sir qila olsangiz — maqsadga qanchalik yaqinlasha olasiz? Uhlmann teoremasi bu savolga aniq javob beradi.

Yuen va uning jamoasi bu teoremani kvant kirishli, kvant chiqishli muammo sifatida ko'rib chiqdi: uni hal qilish qanchalik qiyin? Bu muammo boshqa muammolar bilan qanchalik bog'liq?

Qora Tuynuk Va Kvant Kriptografiyasi

Natijalar hayratlanarli bo'ldi. Bir-biriga bog'liq emasdek ko'ringan ko'plab muammolar aslida Uhlmann muammosining turli ko'rinishlari ekanligini aniqlashdi:

  • Xoking nurlanishini dekodlash: Qora tuynuklardan chiqadigan nurlanishni tahlil qilish — bu dolanishgan zarrachalarni o'rganishni talab qiluvchi kvant kirishli muammo. Ma'lum bo'ldiki, bu Uhlmann transformatsiyasi muammosining boshqacha ko'rinishi.
  • Kvant axborotini siqish
  • Kvant bit majburiyati

"Uhlmann transformatsiyasi — bu barcha boshqa narsalar undan tarqaladigan markaz: bit majburiyatlari, qora tuynukni dekodlash, kvant axborotini siqish va boshqalar."

— Xenri Yuen

Noodatiy Kirishdan Kelgan Olim

Yuen 1989-yilda tug'ilgan. U Janubiy Kambodjiadan qochib kelgan qochqin oilasining farzandi. Uning ota-onasi 1970-yillarda Xmer Ruj tomonidan o'tkazilgan genotsiddan qochib kelgan — oylab tog'larni va minalar bilan to'lgan dalalarni kesib o'tishgan. AQShga yetib kelgach, ular restoran ochishgan — va Yuen maktab yillarida shu yerda ishlagan.

U dastlab video o'yinlar yaratish uchun dasturlashni o'rgangan. Bu qiziqish uni universitetda kompyuter fanini o'rganishga olib keldi. 2007-2008 yillarda u kvant hisoblash va nazariy informatika haqida blog yurituvchi Skott Aaronsonning yozuvlarini o'qib, o'z yo'lini topdi.

"Men matematika va kvant fizikasi haqida o'ylash imtiyozidan bahramand bo'laman. Bu ular boshidan kechirganlaridan shunchalik uzoq."

— Xenri Yuen, ota-onasi haqida

To'g'ri Til Topish

Yuen uchun bu tadqiqot an'anaviy nazariy ishdan tubdan farq qiladi. Hech kim unga teoremani berib: "Mana, isbotla" demaydi. Hatto to'g'ri savollar ham ma'lum emas.

"To'g'ri tilni topish juda muhim — hatto hech qanday texnik narsa isbotlanmasa ham. To'g'ri tilga ega bo'lmaslik sizi aniq fikrlashdan to'xtatadi."

— Xenri Yuen

Uning maqsadi — kvant kirishli muammolar uchun to'liq yangi nazariy asos yaratish. Bu nazariya kvant kriptografiyasidan tortib qora tuynuklar fizikasigacha bo'lgan sohalarda yangi tushunchalar berishi mumkin.

Manba: Quanta Magazine — "A New Complexity Theory for the Quantum Age", muallif: Ben Brubaker (17-fevral, 2026). Maqola o'zbek tiliga moslashtirilgan va qayta ishlangan.