Quantum Information: An Introduction

اخیراً، نظریه اطلاعات کوانتومی از طریق ادغام نتایج حاصل از زمینه‌های تحقیقاتی مختلف در حال توسعه است. این مستلزم آن است که برای درک تصویر کلی، درک نتایج اساسی در موضوعات مختلف، و برگرفته از دیدگاه‌های رشته‌ای مختلف، مورد نیاز است. این کتاب درسی سطح فارغ التحصیل با هدف ادغام موضوعات کلیدی از هر دو دیدگاه نظری اطلاعات و مکانیک کوانتومی، دیدگاه واحدی از نظریه اطلاعات کوانتومی و توضیحات شفاف آن نتایج اساسی ارائه می دهد، به طوری که خواننده اساساً پیشرفت ها و چالش ها را درک می کند. به عنوان مثال، موضوعات پیشرفته در ارتباطات کوانتومی مانند انتقال از راه دور کوانتومی، کدگذاری فوق متراکم، انتقال حالت کوانتومی (اصلاح خطای کوانتومی)، و رمزگذاری کوانتومی به ویژه از این رویکرد یکپارچه بهره می برند. برخلاف روش‌های قبلی، متن فقط به دانش جبر خطی، نظریه احتمالات، و مکانیک کوانتومی نیاز دارد، در حالی که به موضوعات آزمون فرضیه‌های کوانتومی و تمایز حالت‌های کوانتومی و کدگذاری کانال کوانتومی (انتقال پیام) با حداقل مقدار ریاضی می‌پردازد. لازم است ماهیت خود را منتقل کنند. حل بیش از 240 تمرین تمرینی را برای خوانندگان فراهم می کند که نه تنها دانش آنها را در مورد نظریه اطلاعات کوانتومی غنی می کند، بلکه می تواند آنها را با تکنیک های لازم برای پیگیری تحقیقات خود در این زمینه نیز مجهز کند.

Recently, quantum information theory has been developing through a fusion of results from various research fields. This requires that understanding of basic results on diverse topics, and derived from different disciplinary perspectives, is required for appreciating the overall picture. Intended to merge key topics from both the information-theoretic and quantum- mechanical viewpoints, this graduate-level textbook provides a unified viewpoint of quantum information theory and lucid explanations of those basic results, so that the reader fundamentally grasps advances and challenges. For example, advanced topics in quantum communication such as quantum teleportation, superdense coding, quantum state transmission (quantum error-correction), and quantum encryption especially benefit from this unified approach. Unlike earlier treatments, the text requires knowledge of only linear algebra, probability theory, and quantum mechanics, while it treats the topics of quantum hypothesis testing and the discrimination of quantum states, and quantum channel coding (message transmission) with the minimal amount of math needed to convey their essence. Solving the more than 240 exercises provides readers with practice that not only enriches their knowledge of quantum information theory, but also can equip them with the techniques necessary for pursuing their own research in this field.