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The physics of quantum information: complementarity, uncertainty, and entanglement. (English) Zbl 1290.81019

Summary: Complementarity is one of the central mysteries of quantum mechanics, dramatically illustrated by the wave-particle duality in Young’s double-slit experiment, and famously regarded by Feynman as “impossible, absolutely impossible to describe classically, [and] which has in it the heart of quantum mechanics” (emphasis original).\(^{1}\) The overarching goal of this thesis is to demonstrate that complementarity is also at the heart of quantum information theory, that it allows us to make (some) sense of just what information “quantum information” refers to, and that it is useful in understanding and constructing quantum information processing protocols.

MSC:

81P45 Quantum information, communication, networks (quantum-theoretic aspects)
81S05 Commutation relations and statistics as related to quantum mechanics (general)
81P40 Quantum coherence, entanglement, quantum correlations
81P05 General and philosophical questions in quantum theory
81-02 Research exposition (monographs, survey articles) pertaining to quantum theory
81P94 Quantum cryptography (quantum-theoretic aspects)
94A60 Cryptography
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