1.2 Quantum information
我们的核心思想就是一句话： 从根本上说，世界是由量子物理支配的，那么量子物理是如何揭示信息的本质的呢？
在量子理论早期，人们就已经认识到信息的经典认知需要修改了。比如，（由量子原理支配的）盖革计数器记录的触发(clicks )被认为是真正随机（truly random）的泊松过程；然而经典决定性(deterministic)力学并没有真正随机性之说（即便复杂一点的混沌系统也只是在效果上和随机系统相差无几，但两者在本质上并不相同）。
此外，不确定性原理要求，两个非对易物理量无法同时具有确定值。因此测量物理量A势必会影响紧接着的对B（与A不对易）的测量结果。所以，获取一个物理系统的信息的操作会不可避免干扰这个系统的状态，此限制在经典物理里并无对应。
“获得信息”与“产生干扰”的取舍与量子随机性（quantum randomness）有关。正是因为测量结果包含了随机因子（绝对相位），所以我们无法从测量结果推断初始态的所有信息，即初始的相位。
“信息的获取会对状态产生干扰”也和量子与经典信息的另一个区别有关，即量子不可克隆原理(the no-cloning principle: quantum information cannot be copied with perfect fidelity) (Wootters&Zurek1982, Dieks1982)。假设我们的确可以完美克隆一个量子态，我们就能测量这个复制态的物理量，而不用干扰原来的态，不可克隆原理否定了这种可能性。相反，经典信息就可以完美复制，这也是我们能使用U盘拷贝，或做硬盘备份的原因。
上述量子信息的性质很重要，但是量子信息与经典信息真正本质的区别还是John Bell(1964)指出的，量子力学的预测不可能用局域隐变量理论（local hidden variable theory）来复现。Bell提出量子信息被编码在物理体系不同部分的非局域关联（nonlocal correlations）中，而这种关联在经典物理里找不到对应。我们将会在后面仔细讨论Bell的定理。
量子信息发轫于1980年代，于1990年代全面开花。我们将会在后面讨论：量子信息的压缩，量子系统能够编码的经典信息的上下界，通过含噪声的量子信道传输的可靠量子信息的上下界。