1부. 소개
1장. 양자 섀넌 이론의 개념
1.1 양자 이론의 개괄
1.1.1 양자 이론의 간략한 역사
1.1.2 양자 이론의 기본 개념
1.2 양자 섀넌 이론의 출현
1.2.1 섀넌의 정보 비트
1.2.2 양자정보의 척도
1.2.3 양자 섀넌 이론의 조작적 작업
1.2.4 양자 섀넌 이론의 역사
2장. 고전 섀넌 이론
2.1 자료 압축
2.1.1 자료 압축의 사례
2.1.2 정보의 척도
2.1.3 섀넌의 원천 부호화 정리
2.2 선로 용량
2.2.1 오류 교정 부호의 예
2.2.2 섀넌의 선로 부호화 정리
2.2.3 선로 부호의 일반 모형
2.2.4 섀넌의 선로 부호화 정리 증명을 위한 밑그림
2.3 정리
2부. 양자 이론
3장. 무잡음 양자 이론
3.1 개괄
3.2 양자 비트
3.3 가역 변화
3.3.1 연산자의 행렬 표현
3.3.2 교환자와 반교환자
3.3.3 파울리 행렬
3.3.4 아다마르 게이트
3.3.5 회전 연산자
3.4 측정
3.4.1 연산자의 확률, 기댓값, 분산
3.4.2 불확정성 원리
3.5 복합 양자계
3.5.1 복합계의 변화
3.5.2 복합계의 확률 진폭
3.5.3 제어형 게이트
3.5.4 복제 불가 정리
3.5.5 복합계의 측정
3.6 얽힘
3.6.1 자원으로서의 얽힘
3.6.2 CHSH 게임에서의 얽힘
3.6.3 벨 상태
3.7 정리와 큐디트 상태로의 확장
3.7.1 큐디트
3.7.2 유니터리 변화
3.7.3 큐디트의 측정
3.7.4 큐디트의 복합계
3.8 슈미트 분해
3.9 역사와 더 읽을거리
4장. 유잡음 양자 이론
4.1 유잡음 양자 상태
4.1.1 밀도 연산자
4.1.2 앙상블들의 앙상블
4.1.3 앙상블의 무잡음 변화
4.1.4 특별한 경우로서의 확률론
4.2 유잡음 양자 이론의 측정
4.2.1 POVM 형식 체계
4.3 복합 유잡음 양자계
4.3.1 독립 앙상블
4.3.2 분리 가능한 상태
4
이 책에서 다루는 내용
기초부터 시작해 새천년 전후 놀랍게 발달한 수많은 핵심 부분을 체계화하는 이 책은 양자정보 이론에 입문하려는 대학원생에게 이상적인 출발점이다. 양자정보 이론을 위한 양자역학에서 시작해서 양자순간이동, 초고밀도 부호화, 얽힘 분배 등의 중요한 통신규약에 대한 세심한 연구를 소개한다.
이번의 2판에서는 벨 정리에 대한 자세한 논의, CHSH 게임, 치렐슨 정리, 양자 통신 선로의 공리적 접근법, 다이아몬드 노름의 정의와 해석, 최-크라우스 정리의 증명 등을 포함하는 100쪽 이상의 새로운 내용을 찾아볼 수 있다. 양자 동역학적 용량 공식의 중요성에 대한 논의는 완전히 개정했고, 새로운 연습문제와 참고문헌이 추가됐다. 이 새 판은 양자정보 이론의 새로운 세대와 고전정보 이론의 기존 구성원들에게 따뜻한 환영을 받을 것이다.
이 책의 대상 독자
책의 내용을 이해하기 위해서는 사전지식은 확률론과 선형대수학에 대한 튼튼한 배경지식이 필요하다. 만약 정보 이론을 처음 접한다면, 속도를 올리기 위해 충분한 배경지식이 필요할 것이다. 정보 이론에 대한 고전적 교재로 커버(Cover와 토마스(Thomas의 『Elements of Information Theory 2nd Edition』(Wiley-Interscience, 2006 그리고 맥케이(MacKay『Information Theory, Inference, and Learning Algorithms』(Cambridge University Press, 2003의 책이 참고자료로 도움이 될 것이다. 만약 양자역학을 처음 접한다면, 이 책의 2부에서 양자 섀넌 이론을 이해하는 데 필요한 배경지식을 제공하는 충분한 자료가 있다. 닐슨(Nielsen과 추앙(Chuang이 쓴, 때로는 애정을 담아서 ‘마이크와 아이크(Mike and Ike’라고도 알려진 책 『양자계산과 양자정보』(에이콘출판, 2022는 양자정보 과학을 공부하는 학생들에게 표준적인 시작점이 됐고, 또한 도움이 될 것이다. 그 책
