Wprowadzenie

W poniższym filmie John Watrous przeprowadza Cię przez treść tej lekcji dotyczącej systemów wieloczęściowych. Alternatywnie możesz otworzyć film na YouTube do tej lekcji w osobnym oknie. Pobierz slajdy do tej lekcji.

Ta lekcja koncentruje się na podstawach informacji kwantowej w kontekście wielu systemów. Ten kontekst pojawia się zarówno powszechnie, jak i naturalnie w przetwarzaniu informacji, klasycznym i kwantowym; systemy przenoszące informację są zazwyczaj konstruowane ze zbiorów mniejszych systemów, takich jak bity lub kubity.

Prostą, lecz niezwykle ważną ideą, o której warto pamiętać przystępując do tej lekcji, jest to, że wiele systemów zawsze możemy wybrać do rozpatrywania łącznie — jak gdyby tworzyły jeden, złożony system — do którego odnosi się dyskusja z poprzedniej lekcji. To właśnie ta idea prowadzi wprost do opisu stanów kwantowych, pomiarów i operacji w przypadku wielu systemów.

Zrozumienie układów złożonych z wielu systemów kwantowych wymaga jednak czegoś więcej niż samego stwierdzenia, że można je traktować łącznie jako jeden system. Na przykład możemy mieć wiele systemów kwantowych, które łącznie znajdują się w określonym stanie kwantowym, a następnie zdecydować się zmierzyć tylko niektóre, a nie wszystkie z poszczególnych systemów. Na ogół wpływa to na stan systemów, których nie zmierzono, a przy analizie algorytmów i protokołów kwantowych trzeba dokładnie rozumieć, w jaki sposób. Zrozumienie rodzajów korelacji pomiędzy wieloma systemami — a w szczególności rodzaju korelacji znanego jako splątanie — jest również ważne w informacji i obliczeniach kwantowych.