소개

측정은 양자 정보와 고전 정보 사이의 인터페이스 역할을 합니다. 양자 상태의 시스템에 측정을 수행하면 고전 정보가 추출되며, 이는 해당 양자 상태에 대한 무언가를 드러내는 동시에 일반적으로 그 과정에서 상태를 변화시키거나 파괴합니다. 양자 정보의 단순화된 형식화(Basics of quantum information 강좌에서 제시된 것과 같은)에서는 일반적으로 가장 단순한 형태의 측정인 표준 기저 측정을 포함한 사영 측정에 주목합니다. 그러나 측정의 개념은 사영 측정을 넘어 일반화될 수 있습니다.

이번 수업에서는 측정을 보다 일반적인 관점에서 살펴보겠습니다. 일반 측정을 수학적 용어로 기술하는 몇 가지 방식을 논의하고, 이를 강좌에서 앞서 다룬 개념들과 연결지어 보겠습니다.

또한 측정과 관련된 두 가지 개념인 양자 상태 판별과 양자 상태 단층촬영에 대해서도 살펴보겠습니다. 양자 상태 판별은 양자 컴퓨팅과 암호학에서 흔히 등장하는 상황을 가리키며, 시스템이 알려진 상태들의 집합 중 하나로 준비되어 있을 때 어떤 상태로 준비되었는지 측정을 통해 알아내는 것을 목표로 합니다. 반면 양자 상태 단층촬영에서는 단일의 알려지지 않은 양자 상태의 독립적인 사본이 여러 개 주어지며, 해당 사본들에 대한 측정을 수행하여 그 상태의 밀도 행렬 기술을 재구성하는 것을 목표로 합니다.

수업 영상

다음 영상에서 John Watrous가 일반 측정에 관한 이번 수업의 내용을 단계적으로 안내합니다. 이 수업의 YouTube 영상을 별도의 창에서 열어 시청할 수도 있습니다. 이 수업의 슬라이드 다운로드도 가능합니다.