Introduzione
Nella formulazione generale dell'informazione quantistica, le operazioni sugli stati quantistici sono rappresentate da una classe speciale di mappature chiamate canali. Questo include operazioni utili, come quelle che corrispondono alle porte e ai circuiti unitari, così come operazioni che consideriamo come rumore e che preferiremmo evitare. Possiamo anche descrivere le misure come canali, come faremo nella prossima lezione. In breve, qualsiasi cambiamento di stato Un cambiamento a tempo discreto si riferisce a quello che si verifica tra due momenti distinti nel tempo, al contrario di un processo continuo che può essere descritto su periodi di tempo infinitamente piccoli. che sia fisicamente realizzabile (in senso idealizzato) può essere descritto da un canale.
Il termine canale deriva dalla teoria dell'informazione, che studia, tra l'altro, le capacità di trasporto dell'informazione dei canali di comunicazione rumorosi. In questo contesto, un canale quantistico potrebbe specificare lo stato quantistico che viene ricevuto quando viene inviato un determinato stato quantistico, magari attraverso una rete quantistica di qualche tipo. Si deve intendere, tuttavia, che la terminologia riflette semplicemente questa motivazione storica ed è usata in modo più generale. In effetti, possiamo descrivere un'ampia varietà di cose (come le complicate computazioni quantistiche) come canali, anche se non hanno nulla a che fare con la comunicazione ed è improbabile che si presentino naturalmente in un contesto del genere.
Inizieremo la lezione con una discussione su alcuni aspetti fondamentali dei canali, insieme a una piccola selezione di esempi. Poi passeremo a tre modi diversi di rappresentare i canali in termini matematici nel corso della lezione. Vedremo che, sebbene queste rappresentazioni siano diverse, offrono tutte caratterizzazioni matematiche equivalenti dei canali.
Video della lezione
Nel video seguente, John Watrous illustra i contenuti di questa lezione sui canali quantistici. In alternativa, è possibile aprire il video YouTube per questa lezione in una finestra separata. Scaricate le diapositive di questa lezione.