Úvod

V obecné formulaci kvantové informace jsou operace na kvantových stavech reprezentovány speciální třídou zobrazení nazývaných kanály. To zahrnuje užitečné operace, jako jsou ty odpovídající unitárním hradlům a obvodům, stejně jako operace, které považujeme za šum a raději bychom se jim vyhnuli. Můžeme také popsat měření jako kanály, což uděláme v příští lekci. Stručně řečeno, jakákoliv diskrétní změna stavů, která je fyzikálně realizovatelná (v idealizovaném smyslu), může být popsána 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 tato terminologie pouze odráží tuto historickou motivaci a je používána obecnějším způsobem. Vskutku, širokou škálu věcí (jako jsou komplikované kvantové výpočty) můžeme popsat jako kanály, 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.