Úvod

V obecné formulaci kvantové informace jsou operace na kvantových stavech reprezentovány speciální třídou zobrazení nazývaných kanály. Patří sem užitečné operace, například ty, které odpovídají unitárním hradlům a obvodům, stejně jako operace, které považujeme za šum a raději bychom se jim vyhnuli. Měření můžeme také popsat jako kanály, což uděláme v příští lekci. Stručně řečeno, jakákoliv změna stavů v diskrétním čase, která je fyzikálně realizovatelná (v idealizovaném smyslu), lze popsat kanálem.

Termín kanál k nám přichází z teorie informace, která (mimo jiné) studuje informační kapacity zašuměných komunikačních kanálů. V tomto kontextu by kvantový kanál mohl specifikovat kvantový stav, který je přijat, když je daný kvantový stav odeslán, třeba přes nějakou kvantovou síť. Je však třeba si uvědomit, že tento termín jen odráží svůj historický původ a používá se obecněji. Jako kanály totiž můžeme popsat širokou škálu věcí (jako jsou komplikované kvantové výpočty), i když nemají nic společného s komunikací a pravděpodobně by v takovém prostředí přirozeně nevznikly.

Lekci začneme diskusí o některých základních aspektech kanálů spolu s malým výběrem příkladů. Poté se přesuneme ke třem různým způsobům matematické reprezentace kanálů v pozdější části lekce. Uvidíme, že ačkoli jsou tyto reprezentace různé, všechny nabízejí ekvivalentní matematické charakterizace kanálů.

Video k lekci

V následujícím videu tě John Watrous provede obsahem této lekce o kvantových kanálech. Případně si můžeš otevřít YouTube video pro tuto lekci v samostatném okně. Stáhni si slajdy pro tuto lekci.