Pengenalan

Pelajaran ini berpusat pada konsep yang penting secara asasi dalam teori maklumat kuantum, iaitu penulenan suatu keadaan. Penulenan keadaan kuantum, yang diwakili oleh matriks ketumpatan $\rho,$ adalah keadaan tulen bagi sistem kompaun yang lebih besar yang meninggalkan kita dengan $\rho$ apabila baki sistem kompaun tersebut dijejaki keluar. Seperti yang akan kita lihat, setiap keadaan $\rho$ mempunyai penulenan, dengan syarat bahagian sistem kompaun yang dijejaki keluar cukup besar.

Adalah perkara biasa dan berguna untuk mempertimbangkan penulenan keadaan apabila menaakulkannya. Secara intuitif, vektor keadaan kuantum adalah objek matematik yang lebih mudah berbanding matriks ketumpatan, dan kita sering boleh membuat kesimpulan menarik tentang matriks ketumpatan dengan memikirkannya sebagai mewakili bahagian sistem yang lebih besar yang keadaannya adalah tulen — dan oleh itu lebih mudah (sekurang-kurangnya dalam beberapa aspek). Ini adalah contoh pelebaran dalam matematik, di mana sesuatu yang agak rumit diperoleh dengan menyekat atau mengurangkan sesuatu yang lebih besar tetapi lebih mudah.

Pelajaran ini juga membincangkan kesetiaan antara dua keadaan kuantum, yang merupakan nilai yang mengukur keserupaan antara keadaan-keadaan tersebut. Kita akan melihat bagaimana kesetiaan ditakrifkan oleh formula matematik dan membincangkan bagaimana ia berkaitan dengan konsep penulenan melalui teorem Uhlmann.

Video pelajaran

Dalam video berikut, John Watrous membimbing anda melalui kandungan dalam pelajaran ini mengenai penulenan dan kesetiaan. Sebagai alternatif, anda boleh membuka video YouTube untuk pelajaran ini dalam tetingkap berasingan. Muat turun slaid untuk pelajaran ini.