Книга представляет собой краткое введение в квантовую информатику для читателей, не изучавших предварительно квантовую механику. В первой части книги проводится изложение основ волновой квантовой механики и ее приложений к описанию энергетических спектров электронов в атомах, полупроводниках и низкоразмерных наноструктурах. Она завершается рассмотрением полупроводниковых транзисторов (битов) в классических компьютерах. Во второй части производится переход к матричному представлению квантовой механики. Рассмотрены спин и двухуровневые атомы, реализующие квантовые биты (кубиты). Рассмотрены два режима функционирования двухуровневых атомов, взаимодействующих с электромагнитным полем: режим вынужденного излучения в лазерах и нестационарные когерентные атомные процессы. Проведена аналогия второго режима с режимом функционирования кубитов при квантовых вычислениях. Рассмотрены квантовые логические операторы, квантовые схемы, простейшие квантовые коммуникационные протоколы и квантовые алгоритмы, демонстрирующие экспоненциально большие ресурсы квантовых вычислений. Дан обзор современного состояния проблемы физической реализации квантового компьютера с использованием в качестве кубитов спинов, атомов, фотонов, а также макроскопических квантовых сверхпроводников. Книга может служить пособием для студентов физико-математических специальностей, а также представлять интерес для широкого круга читателей, интересующихся современными проблемами физики.

Излагается материал учебной дисциплины "Физика", который полностью соответствует учебной программе для технических специальностей вузов. Основное внимание уделено изложению экспериментальных предпосылок современного научного знания и формулировке принципов физических теорий. Большинство формул и выражений сопровождается их математическим выводом или подробным физическим обоснованием, что способствует лучшему усвоению сложных, а иногда и весьма непривычных закономерностей физики.Учебник подготовлен на основе апробированного курса лекций, читаемого автором в течение нескольких лет студентам первых курсов Томского государственного унисерситета систем управления и радиоэлектроники. Он может использоваться в качестве учебного пособия для студентов и одновременно как конспект по всем разделам физики для аспирантов, инженеров и преподавателей, желающих в сжатой форме ознакомиться с новым изложением уже известного материала.