Einführung

Im folgenden Video führt dich John Watrous durch die Inhalte dieser Lektion über mehrere Systeme. Alternativ kannst du das YouTube-Video zu dieser Lektion in einem separaten Fenster öffnen. Lade die Folien für diese Lektion herunter.

Diese Lektion befasst sich mit den Grundlagen der Quanteninformation im Kontext mehrerer Systeme. Dieser Kontext tritt sowohl häufig als auch natürlich in der Informationsverarbeitung auf – klassisch wie quantenmechanisch; informationstragende Systeme werden typischerweise aus Sammlungen kleinerer Systeme aufgebaut, wie Bits oder Qubits.

Ein einfacher, aber grundlegend wichtiger Gedanke, den man in dieser Lektion im Hinterkopf behalten sollte, ist folgender: Mehrere Systeme können stets gemeinsam als ein einziges zusammengesetztes System betrachtet werden – auf das die Überlegungen aus der vorherigen Lektion anwendbar sind. Tatsächlich führt diese Idee sehr direkt zu einer Beschreibung, wie Quantenzustände, Messungen und Operationen für mehrere Systeme funktionieren.

Es gibt jedoch mehr zu verstehen bei mehreren Quantensystemen, als nur zu erkennen, dass sie kollektiv als Einzelsysteme betrachtet werden können. Zum Beispiel können mehrere Quantensysteme gemeinsam in einem bestimmten Quantenzustand sein, und wir können dann einige, aber nicht alle der einzelnen Systeme messen. Im Allgemeinen beeinflusst das den Zustand der nicht gemessenen Systeme, und es ist wichtig zu verstehen, wie genau – besonders bei der Analyse von Quantenalgorithmen und -protokollen. Ein Verständnis der Arten von Korrelationen zwischen mehreren Systemen – insbesondere einer als Verschränkung bekannten Korrelationsart – ist ebenfalls wichtig in der Quanteninformation und -berechnung.