TGViewer
Квантовая информатика Квантовая информатика @quantinf · 126 subscribers
Post #395 50
Теорема Шеннона состоит из двух частей. Во-первых, требуется доказать, что к этой предельной кодовой скорости действительно можно приблизиться, увеличивая длину блока, существуют соответствующие коды. А именно, утверждение выглядит так: существует бесконечная последовательность кодов для блоков возрастающей длины, скорости которых приближаются к пропускной способности канала, а ошибка декодирования при этом стремится к нулю.

Ошибка декодирования - это ситуация, когда ошибок произошло слишком много, что код уже не может все их исправить. Скажем, вот мы повторили каждый бит трижды: 0->000, 1->111. Если произошла не одна, а две ошибки, т.е. вместо 000 получили 011, то получатель подумает, что было послано 111 и произошла одна ошибка в первой позиции. В результате он декодирует неправильно: не в 0, а в 1. Вот эта ошибка должна стремится к нулю.

А во-вторых, теорема Шеннона доказывает, что лучше - нельзя. Это довольно обычная схема, которую знают и школьники-олимпиадники по математике, "пример+оценка", кажется это называется: надо с одной стороны предъявить пример того, что можно достичь нужного "показателя качества", а с другой - доказать, что ещё лучше - нельзя.

И вот тут в случае с теоремой кодирования и есть тонкость. Что значит "нельзя"? Можно сформулировать так: если мы увеличиваем длину блока, но добавляем слишком мало проверочных битов, т.е. пытаемся передавать информацию быстрее, чем допускает пропускная способность, то вероятность ошибки декодирования НЕ стремится к нулю. Это называется "слабое обращение".

Почему слабое? Окей, хорошо, пусть моя ошибка декодирования не стремится к нулю, а стремится, допустим, к одной сотой. Т.е. примерно один раз из ста приёмник ошибочно декодирует сообщение. Но может, это не так страшно, если это позволяет передавать сообщения с намного большей скоростью? Т.е. вставляем намного меньше проверочных битов, платя за это лишь небольшой вероятностью "сбоя", - вполне неплохо.

Так вот "сильное обращение" (доказанное уже не Шенноном, а позже) утверждает, что нет: если мы вставляем слишком мало проверочных битов для данного уровня шума, то вероятность ошибки не просто не стремится к нулю, а стремится к единице! Причём стремится очень быстро (экспоненциально, в геометрической прогрессии) с размером блока. Вот это уже точно никуда не годится: не один раз из ста, а ПОЧТИ ВСЕГДА мы будем декодировать ошибочно. Никакую информацию так передавать нельзя, так что пропускная способность канала - действительно предел.
More from @quantinf
  1. Sep 19, 2026Это всё касалось пока классических каналов связи. Известна теорема кодирования и для квант…
  2. Sep 19, 2026Итак, какие же задачи уже именно в квантовой информации были решены при помощи ИИ. Их мног…
  3. Sep 16, 2026Только вот я настаиваю (перечитывая объявление), чтоб наша подобласть называлась по-русски…
  4. Sep 16, 2026Ну и заодно вот попалось объявление от образовательной программы в МИФИ, где я консультант…
  5. Sep 16, 2026Регистрация на «Хакни квант» открыта! Уже скоро пройдёт студенческий хакатон по квантовым…
  6. Sep 16, 2026Ну и минутка рекламы: образовательный курс в МИАН+онлайн про квантовые алгоритмы от моих з…
Threads Profile ViewerView any public Threads profile without an account.Open ThreadLook →Writing with AI? Make it sound human.Metric37 rewrites AI drafts so they read naturally. Free AI detector, 1,500 words free.Try Metric37 →