Introduzione

Nel seguente video, John Watrous ti guida attraverso i contenuti di questa lezione sui sistemi multipli. In alternativa, puoi aprire il video YouTube di questa lezione in una finestra separata. Scarica le slide di questa lezione.

Questa lezione si concentra sui fondamenti dell'informazione quantistica nel contesto dei sistemi multipli. Questo contesto emerge in modo comune e naturale nell'elaborazione dell'informazione, classica e quantistica; i sistemi portatori di informazione sono tipicamente costruiti a partire da insiemi di sistemi più piccoli, come bit o qubit.

Un'idea semplice, ma di fondamentale importanza da tenere a mente in questa lezione, è che possiamo sempre scegliere di considerare più sistemi insieme come se formassero un unico sistema composto — al quale si applica la discussione della lezione precedente. Questa idea porta infatti in modo molto diretto a una descrizione di come stati quantistici, misurazioni e operazioni funzionino per sistemi multipli.

C'è, tuttavia, qualcosa di più nella comprensione dei sistemi quantistici multipli rispetto al semplice riconoscimento che possono essere visti collettivamente come sistemi singoli. Ad esempio, potremmo avere più sistemi quantistici che si trovano collettivamente in un particolare stato quantistico, e poi scegliere di misurare solo alcuni dei sistemi individuali, ma non tutti. In generale, questo influenzerà lo stato dei sistemi che non sono stati misurati, ed è importante capire esattamente come ciò avvenga quando si analizzano algoritmi e protocolli quantistici. Comprendere il tipo di correlazioni tra sistemi multipli — e in particolare un tipo di correlazione noto come entanglement — è altrettanto importante nell'informazione e nel calcolo quantistico.