Вступ

У загальному формулюванні квантової інформації операції над квантовими станами описуються особливим класом відображень — каналами. До них належать як корисні операції (наприклад, ті, що відповідають унітарним гейтам і схемам), так і операції, які ми вважаємо шумом і хотіли б уникати. Вимірювання теж можна описати як канали — що ми й зробимо в наступному уроці. Коротко кажучи, будь-яка дискретна в часі зміна станів, фізично реалізована (в ідеалізованому сенсі), може бути описана каналом.

Термін канал прийшов до нас з теорії інформації, яка (зокрема) вивчає пропускну здатність шумних каналів зв'язку. У цьому контексті квантовий канал може визначати квантовий стан, що приймається, коли надсилається певний квантовий стан — наприклад, через квантову мережу. Утім, слід розуміти, що ця термінологія лише відображає відповідне історичне підґрунтя і використовується в ширшому сенсі. Справді, ми можемо описати як канали надзвичайно різноманітні явища (наприклад, складні квантові обчислення), хоча вони не мають жодного стосунку до комунікації й навряд чи виникали б природним чином у такому контексті.

Урок розпочнемо з обговорення деяких базових аспектів каналів і невеликої добірки прикладів. Далі розглянемо три різні способи математичного представлення каналів. Побачимо, що, попри відмінності між цими представленнями, всі вони пропонують еквівалентні математичні характеристики каналів.

Відео до уроку

У наступному відео Джон Вотрус проведе тебе через зміст цього уроку про квантові канали. Також можна відкрити відео на YouTube в окремому вікні. Завантаж слайди до цього уроку.