บทนำ

ในวิดีโอต่อไปนี้ John Watrous จะพาเราผ่านเนื้อหาของบทเรียนนี้เกี่ยวกับหลายระบบ หรือจะเปิดวิดีโอ YouTube ในหน้าต่างแยกต่างหากก็ได้ ดาวน์โหลดสไลด์ สำหรับบทเรียนนี้

บทเรียนนี้มุ่งเน้นที่พื้นฐานของข้อมูลเชิงควอนตัมในบริบทของ หลายระบบ บริบทนี้เกิดขึ้นบ่อยและเป็นธรรมชาติในการประมวลผลข้อมูล ทั้งแบบคลาสสิกและควอนตัม โดยระบบที่บรรจุข้อมูลมักถูกสร้างขึ้นจากกลุ่มของระบบย่อยที่เล็กกว่า เช่น บิตหรือ Qubit

แนวคิดที่เรียบง่ายแต่สำคัญมากที่ควรจำไว้เมื่อเข้าสู่บทเรียนนี้คือเราสามารถเลือกมองหลายระบบ รวมกัน ได้เสมอ ราวกับว่าเป็นระบบประกอบระบบเดียว ซึ่งเนื้อหาจากบทเรียนก่อนหน้าก็ใช้กับระบบนี้ได้ อันที่จริง แนวคิดนี้นำไปสู่คำอธิบายอย่างตรงไปตรงมาว่าสถานะควอนตัม การวัด และการดำเนินการทำงานอย่างไรในระบบหลายระบบ

อย่างไรก็ตาม การทำความเข้าใจหลายระบบเชิงควอนตัมมีมากกว่าเพียงแค่การตระหนักว่าเราอาจมองพวกมันรวมกันเป็นระบบเดียวได้ ตัวอย่างเช่น เราอาจมีหลายระบบเชิงควอนตัมที่รวมกันอยู่ในสถานะควอนตัมเฉพาะ แล้วเลือกที่จะวัดบางระบบแต่ไม่ทั้งหมด โดยทั่วไปแล้ว สิ่งนี้จะส่งผลต่อสถานะของระบบที่ไม่ได้ถูกวัด และสิ่งสำคัญคือต้องเข้าใจอย่างถ่องแท้ว่ามันส่งผลอย่างไร เมื่อวิเคราะห์อัลกอริทึมและโปรโตคอลเชิงควอนตัม ความเข้าใจเกี่ยวกับ สหสัมพันธ์ ระหว่างหลายระบบ — และโดยเฉพาะอย่างยิ่งสหสัมพันธ์ประเภทที่เรียกว่า การพัวพัน — ก็มีความสำคัญในข้อมูลและการคำนวณเชิงควอนตัมด้วย