مقدمة

في الصياغة العامة للمعلومات الكمية، تُمثَّل العمليات على الحالات الكمية بفئة خاصة من التطبيقات تُسمى القنوات. يشمل ذلك العمليات المفيدة، كتلك المقابِلة للبوابات الوحدوية والدوائر، فضلًا عن العمليات التي نعدّها ضوضاءً ونفضّل تجنّبها. كما يمكننا وصف القياسات بوصفها قنوات، وهو ما سنفعله في الدرس التالي. باختصار، يمكن وصف أي تغيير زمني منفصل في الحالات يمكن تحقيقه فيزيائيًا (بالمعنى المثالي) بواسطة قناة.

يأتي مصطلح القناة من نظرية المعلومات، التي تدرس (ضمن أمور أخرى) قدرات قنوات الاتصال الضوضائية على نقل المعلومات. في هذا السياق، يمكن لقناة كمية أن تحدد الحالة الكمية المستقبَلة حين تُرسَل حالة كمية معينة، ربما عبر شبكة كمية من نوع ما. ينبغي أن يُفهم مع ذلك أن هذه التسمية لا تعكس إلا الدافع التاريخي وراءها، وأنها تُستخدم بمعنى أعم. في الواقع، يمكننا وصف أشياء كثيرة ومتنوعة (كالحوسبة الكمية المعقدة) بوصفها قنوات، حتى لو لم تكن لها أي صلة بالاتصالات ولم يكن من المرجح أن تظهر بشكل طبيعي في هذا السياق.

سنبدأ الدرس بمناقشة بعض الجوانب الأساسية للقنوات، مع اختيار صغير من الأمثلة. ثم سننتقل إلى ثلاث طرق مختلفة لتمثيل القنوات رياضيًا لاحقًا في الدرس. سنرى أنه على الرغم من اختلاف هذه التمثيلات، إلا أنها جميعًا تُقدّم توصيفات رياضية مكافئة للقنوات.

فيديو الدرس

في الفيديو التالي، يأخذك جون واتروس خطوةً بخطوة عبر محتوى هذا الدرس حول القنوات الكمية. بدلًا من ذلك، يمكنك فتح فيديو YouTube الخاص بهذا الدرس في نافذة منفصلة. نزّل الشرائح الخاصة بهذا الدرس.