מבוא

בניסוח הכללי של מידע קוונטי, פעולות על מצבים קוונטיים מיוצגות על ידי מחלקה מיוחדת של העתקות הנקראות ערוצים. זה כולל פעולות שימושיות, כמו אלו המתאימות לשערים ולמעגלים אוניטריים, וגם פעולות שאנו מכנים רעש ומעדיפים להימנע מהן. אנחנו יכולים גם לתאר מדידות כערוצים, וזה מה שנעשה בשיעור הבא. בקצרה, כל שינוי בזמן בדיד במצבים שניתן לממש פיזית (במובן אידיאלי) ניתן לתאר באמצעות ערוץ.

המונח ערוץ מגיע מתורת האינפורמציה, שחוקרת (בין היתר) את יכולות העברת המידע של ערוצי תקשורת רועשים. בהקשר זה, ערוץ קוונטי יכול לציין את המצב הקוונטי שמתקבל כאשר מצב קוונטי נתון נשלח, אולי דרך רשת קוונטית כלשהי. יש להבין, עם זאת, שהטרמינולוגיה משקפת רק את המוטיבציה ההיסטורית הזו ומשמשת בצורה כללית יותר. אכן, אנחנו יכולים לתאר מגוון רחב של דברים (כגון חישובים קוונטיים מורכבים) כערוצים, גם אם אין להם שום קשר לתקשורת ולא סביר שיופיעו באופן טבעי בהקשר כזה.

נפתח את השיעור בדיון על כמה היבטים בסיסיים של ערוצים, יחד עם מבחר קטן של דוגמאות. לאחר מכן נעבור לשלוש דרכים שונות לייצוג ערוצים במונחים מתמטיים בהמשך השיעור. נראה שלמרות שייצוגים אלה שונים, כולם מציעים אפיון מתמטי שקול של ערוצים.

סרטון השיעור

בסרטון הבא, ג'ון ווטרוס מדריך אותך בתוכן של שיעור זה על ערוצים קוונטיים. לחלופין, תוכל לפתוח את סרטון YouTube של שיעור זה בחלון נפרד. הורד את השקופיות של שיעור זה.