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Spätestens seit den Arbeiten von Shannon (A Mathematical Theory of Communication, 1948) und Wiener (1949) etablierte sich die Informationstheorie als eigenständige Disziplin. Viele Wissenschaftler sind heute der Ansicht, dass dieses Gebiet ein beherrschendes zukünftiges Thema in der Forschung sein wird.
Einige typische Fragestellungen sind:
1) Was ist Informationsgehalt und Entropie?
2) Kann Information korrekt übertragen werden? Beispiel: Das Nato-Alphabet Alpha, Bravo, Charlie, ... dient der gesprochenen Kommunikation. Die Wörter sollen so verschieden wie möglich klingen. In vielen Sprachen können z. B. die Buchstaben B und V leicht missverstanden werden. Allerdings kann dann Viktor und Bravo, selbst wenn man meint Bictor zu hören, leicht unterschieden werden.
3) Kann man Information komprimieren, um sie schneller zu übertragen? Wenn BRD übertragen wird, dürfte klar sein, dass die Bundesrepublik Deutschland gemeint ist; denn schon Hamlet erkannte „Brevity is the soul of wit“.
4) Kann man schwache Signale noch korrekt über einen gestörten Kanal übertragen? Wie oft muss man Signale regenerieren und wie viel Redundanz ist für die Kanalkodierung erforderlich? Wie groß ist die Kanalkapazität? Wo liegen die technischen Probleme von Informationsübertragungssystemen? Ist mit dem Informationsproblem auch das Energieproblem gelöst?
5) Kann man Information bzw. einer binären Folge eine Komplexität zuordnen? Offensichtlich ist die Komplexität einer periodischen Folge
p=1000100010001000......
gering, weil man ein kurzes Programm schreiben kann, um diese Folge zu generieren. Andererseits ist die Komplexität einer Folge, die durch Werfen einer Münze entstand, wie z. B.
q= 0111001101011101111110.......
sehr groß, weil man kein Programm schreiben kann, das wesentlich kürzer als die Folge ist.
6) Welche Ergebnisse liefert die Quanteninformationstheorie?
Lernziele:
Studierende erlangen eine Übersicht über die Informationstheorie. |
