Challenges
Datasets
Workspaces
Papers
Discussions
Leaderboard
Log inSign up
Challenges
Datasets
Workspaces
Papers
Discussions
Leaderboard
Blog
Job Board
Q3AS

© 2026 Aqora Quantum S.A.S.

TermsPrivacyLegal Notice

Теоретическая и математическая физика

Об экстремальных бозонных линейных каналах

Холево, Holevo

Published Jan 1, 2013• 3 citations
Publisher

Abstract

ОБ ЭКСТРЕМАЛЬНЫХ БОЗОННЫХ ЛИНЕЙНЫХ КАНАЛАХМножество всех каналов с данными входом и выходом является выпуклым.Сначала дается удобная формулировка необходимого и достаточного условия того, что канал является экстремальной точкой этого множества, в терминах комплементарного канала, -понятия, имеющего важное значение в квантовой теории информации.Эта формулировка основана на общем подходе к экстремальности вполне положительных отображений операторных алгебр в духе Арвесона.Затем эта формулировка применяется для доказательства главного результата: при определенных условиях невырожденности чистота состояния окружения является необходимым и достаточным условием экстремальности бозонного линейного (квазисвободного) канала.Отсюда следует, что гауссовский канал между конечно-модовыми бозонными системами экстремален тогда и только тогда, когда он обладает минимальным уровнем шума.

DOI
10.4213/tmf8389

Related papers

О непрерывности выходной энтропии положительных отображений

Максим Евгеньевич Широков, Maxim Evgenievich Shirokov

М. Е. Широков О непрерывности выходной энтропии положительных отображенийВ статье исследуются условия глобальной и локальной непрерывности выходной энтропии фон Неймана положительных отображений между банаховыми пространствами ядерных операторов, в частности, вполне положительных отображений -квантовых операций и квантовых каналов бесконечной размерности.Показано, что некоторые специфические свойства энтропии фон Неймана (как функции на множестве операторов плотности) позволяют получить ряд результатов о поведении выходной энтропии положительных отображений, которые нельзя вывести из общих свойств функций энтропийного типа.В частности, доказано, что достаточным условием глобальной непрерывности выходной энтропии положительного отображения является ее конечность.Получена характеризация линейных положительных отображений, сохраняющих непрерывность энтропии в том смысле, что из непрерывности энтропии на

Математический сборник•Jan 1, 2011•4 citations

Экситонный фазовый переход моттовского типа металл- диэлектрик в сжатом кальции

Т.О. Воронкова, A. M. Sarry, M. F. Sarry +1 more

Экспериментально установлено, что при статическом сжатии кристалла Ca, находящегося при комнатной температуре, он претерпевает ряд структурных фазовых переходов: гранецетрированная кубическая -> объемно центрированная кубическая -> простая кубическая решетка. Было решено исследовать именно простую кубическую решетку (так как она является альтернантной решеткой) на возможность существования в ней еще и других (неструктурных) фазовых переходов, используя для этого модель Хаббарда для электронов с половинным заполнением ns-зон и предварительно преобразовав исходную электронную систему в электронно-дырочную систему с помощью известных операторов Шибы (применимых только к альтернантным решеткам). После такого преобразования в новой системе фермионов вместо прежнего отталкивания появилось притяжение между электронами и дырками. Элементарными возбуждениями этой новой системы являются связанные бозонные образования --- экситоны. Эта фермионная система количественно исследовалась путем совместного использования метода уравнений движения и прямого алгебраического метода. Численным интегрированием полученных из первых принципов аналитически точных трансцендентных уравнений для альтернантных решеток (одно-, дву- и трехмерных) показано, что в системах двухсортных фермионов (электроны + дырки) действительно возможны и температурные фазовые превращения моттовского типа металл-изолятор. Более того, все эти кристаллы фактически оказываются экситонными изоляторами, что полностью согласуется с аналитически точными расчетами основного состояния одномерного кристалла (с половинным заполнением его зон), выполненными в работе Либа и Ву с целью обнаружить моттовский переход другого типа изолятор-металл. DOI: 10.21883/FTT.2017.05.44386.217

Physics of the Solid State•Jan 1, 2017•0 citations

Полная, классическая и квантовая неопределенности, создаваемые каналами

Yizhou Liu, Shunlong Luo, Yuan Sun

Состояния и каналы являются важными с теоретической и прикладной точек зрения составляющими квантовой механики. Их взаимодействие не только кодирует информацию о состояниях, но и отражает неопределенность каналов. Для количественной оценки естественных неопределенностей, создаваемых каналами, с трех разных точек зрения использовано действие канала на ортонормированный базис в пространстве наблюдаемых. В первом случае неопределенность, создаваемая каналом, вводится через некоммутативность операторов Крауса этого канала и операторов ортонормированного базиса наблюдаемых; такую величину можно интерпретировать как своего рода количественную характеристику полной неопределенности. Во втором подходе неопределенность вводится в терминах 2-энтропии Цаллиса состояния Ямилковского-Чоя, связанного с каналом через двойственность состояние-канал; такую величину можно интерпретировать как характеристику классической неопределенности. В третьем случае неопределенность канала определяется как отклонение от тождественного канала в терминах расстояния Гильберта-Шмидта; такую величину можно интерпретировать как своего рода характеристику квантовой неопределенности, создаваемой каналом. Для этих трех случаев выявлены основные свойства этих показателей и установлена связь между ними. Определены каналы, создающие минимальные/максимальные неопределенности. Для некоторых важных каналов найдены явные значения введенных характеристик неопределенности, которые использованы для прояснения природы каналов с точки зрения теории информации, и проведены некоторые сравнительные исследования каналов.

Теоретическая и математическая физика•Oct 29, 2022•1 citation

Об экстремумах целевого функционала в задаче генерации однокубитных квантовых вентилей на малых временах

Alexander Nikolaevich Pechen, Nikolay Borisovich Ilin

В настоящей работе исследуются экстремумы целевого функционала задачи генерации квантового вентиля (квантового логического элемента) для двухуровневой квантовой системы на малых временах. Рассматривается проблема существования локальных максимумов целевого функционала, не являющихся глобальными, - так называемых ловушек. Ранее для достаточно большой длительности управления было доказано отсутствие ловушек. В настоящей статье доказывается, что ловушки отсутствуют для почти всех целевых унитарных операторов и гамильтонианов системы при любых, сколь угодно малых длительностях управления. Для оставшегося множества целевых унитарных операторов и гамильтонианов получена новая оценка нижней границы длительности управлений, обеспечивающих отсутствие ловушек. Библиография: 20 наименований.

Известия Российской академии наук Серия математическая•Jan 1, 2016•5 citations

Меры корреляций в бесконечномерных квантовых системах

Максим Евгеньевич Широков

Многие важные меры корреляций состояния конечномерной составной квантовой системы определяются как линейные комбинации маргинальных энтропий этого состояния. Статья посвящена бесконечномерным обобщениям таких величин и исследованию их свойств. Введено понятие достоверного расширения линейной комбинации маргинальных энтропий и рассмотрено несколько конкретных примеров, простейшими из которых являются квантовая взаимная информация и квантовая условная энтропия. Показано, что квантовая условная взаимная информация может быть однозначно определена как полунепрерывная снизу функция на множестве всех состояний трехчастичной бесконечномерной системы, обладающая всеми основными свойствами этой характеристики в конечномерном случае. Рассмотрены бесконечномерные обобщения некоторых других мер корреляций в многочастичных квантовых системах. Рассмотрены приложения результатов в теории бесконечномерных квантовых каналов и их пропускных способностей. Также доказано существование восстанавливающего канала Фоузи-Реннера, точно воспроизводящего маргинальные состояния, для всех трехчастичных состояний (включая состояния с бесконечными маргинальными энтропиями). Библиография: 47 названий.

Математический сборник•Jan 1, 2016•6 citations

Энергетический спектр нелокального во времени гармонического осциллятора как простейшего механического элемента с памятью формы в нанотрибологических исследованиях

Н.Н. Горобей, А.С. Лукьяненко, международная научно-практическая конференция (3; 2026; Санкт-Петербург) "III Интеллектуальная трибология в машиностроении: BALT TRIBO 2026"

Альтернативная формулировка квантовой механики, предложенная ранее, основанная на секулярном уравнении для оператора действия, используется для квантования гармонического осциллятора с нелокальной потенциальной энергией. Установлено соответствие новой теории с обычной квантовой механикой в пределе, когда параметр нелокальности стремится к нулю. Найдены основное и первое возбужденное состояния нелокального осциллятора и их энергии. Показано, что спектр энергий нелокального гармонического осциллятора не зависит от параметра нелокальности и совпадает со спектром локального гармонического осциллятора.

•Aug 19, 2026•0 citations
ОБ ЭКСТРЕМАЛЬНЫХ БОЗОННЫХ ЛИНЕЙНЫХ КАНАЛАХМножество всех каналов с данными входом и выходом является выпуклым.Сначала дается удобная формулировка необходимого и достаточного условия того, что канал является экстремальной точкой этого множества, в терминах комплементарного канала, -понятия, имеющего важное значение в квантовой теории информации.Эта формулировка основана на общем подходе к экстремальности вполне положительных отображений операторных алгебр в духе Арвесона.Затем эта формулировка применяется для доказательства главного результата: при определенных условиях невырожденности чистота состояния окружения является необходимым и достаточным условием экстремальности бозонного линейного (квазисвободного) канала.Отсюда следует, что гауссовский канал между конечно-модовыми бозонными системами экстремален тогда и только тогда, когда он обладает минимальным уровнем шума.
М. Е. Широков О непрерывности выходной энтропии положительных отображенийВ статье исследуются условия глобальной и локальной непрерывности выходной энтропии фон Неймана положительных отображений между банаховыми пространствами ядерных операторов, в частности, вполне положительных отображений -квантовых операций и квантовых каналов бесконечной размерности.Показано, что некоторые специфические свойства энтропии фон Неймана (как функции на множестве операторов плотности) позволяют получить ряд результатов о поведении выходной энтропии положительных отображений, которые нельзя вывести из общих свойств функций энтропийного типа.В частности, доказано, что достаточным условием глобальной непрерывности выходной энтропии положительного отображения является ее конечность.Получена характеризация линейных положительных отображений, сохраняющих непрерывность энтропии в том смысле, что из непрерывности энтропии на
Экспериментально установлено, что при статическом сжатии кристалла Ca, находящегося при комнатной температуре, он претерпевает ряд структурных фазовых переходов: гранецетрированная кубическая -> объемно центрированная кубическая -> простая кубическая решетка. Было решено исследовать именно простую кубическую решетку (так как она является альтернантной решеткой) на возможность существования в ней еще и других (неструктурных) фазовых переходов, используя для этого модель Хаббарда для электронов с половинным заполнением ns-зон и предварительно преобразовав исходную электронную систему в электронно-дырочную систему с помощью известных операторов Шибы (применимых только к альтернантным решеткам). После такого преобразования в новой системе фермионов вместо прежнего отталкивания появилось притяжение между электронами и дырками. Элементарными возбуждениями этой новой системы являются связанные бозонные образования --- экситоны. Эта фермионная система количественно исследовалась путем совместного использования метода уравнений движения и прямого алгебраического метода. Численным интегрированием полученных из первых принципов аналитически точных трансцендентных уравнений для альтернантных решеток (одно-, дву- и трехмерных) показано, что в системах двухсортных фермионов (электроны + дырки) действительно возможны и температурные фазовые превращения моттовского типа металл-изолятор. Более того, все эти кристаллы фактически оказываются экситонными изоляторами, что полностью согласуется с аналитически точными расчетами основного состояния одномерного кристалла (с половинным заполнением его зон), выполненными в работе Либа и Ву с целью обнаружить моттовский переход другого типа изолятор-металл. DOI: 10.21883/FTT.2017.05.44386.217
Состояния и каналы являются важными с теоретической и прикладной точек зрения составляющими квантовой механики. Их взаимодействие не только кодирует информацию о состояниях, но и отражает неопределенность каналов. Для количественной оценки естественных неопределенностей, создаваемых каналами, с трех разных точек зрения использовано действие канала на ортонормированный базис в пространстве наблюдаемых. В первом случае неопределенность, создаваемая каналом, вводится через некоммутативность операторов Крауса этого канала и операторов ортонормированного базиса наблюдаемых; такую величину можно интерпретировать как своего рода количественную характеристику полной неопределенности. Во втором подходе неопределенность вводится в терминах 2-энтропии Цаллиса состояния Ямилковского-Чоя, связанного с каналом через двойственность состояние-канал; такую величину можно интерпретировать как характеристику классической неопределенности. В третьем случае неопределенность канала определяется как отклонение от тождественного канала в терминах расстояния Гильберта-Шмидта; такую величину можно интерпретировать как своего рода характеристику квантовой неопределенности, создаваемой каналом. Для этих трех случаев выявлены основные свойства этих показателей и установлена связь между ними. Определены каналы, создающие минимальные/максимальные неопределенности. Для некоторых важных каналов найдены явные значения введенных характеристик неопределенности, которые использованы для прояснения природы каналов с точки зрения теории информации, и проведены некоторые сравнительные исследования каналов.
В настоящей работе исследуются экстремумы целевого функционала задачи генерации квантового вентиля (квантового логического элемента) для двухуровневой квантовой системы на малых временах. Рассматривается проблема существования локальных максимумов целевого функционала, не являющихся глобальными, - так называемых ловушек. Ранее для достаточно большой длительности управления было доказано отсутствие ловушек. В настоящей статье доказывается, что ловушки отсутствуют для почти всех целевых унитарных операторов и гамильтонианов системы при любых, сколь угодно малых длительностях управления. Для оставшегося множества целевых унитарных операторов и гамильтонианов получена новая оценка нижней границы длительности управлений, обеспечивающих отсутствие ловушек. Библиография: 20 наименований.
Многие важные меры корреляций состояния конечномерной составной квантовой системы определяются как линейные комбинации маргинальных энтропий этого состояния. Статья посвящена бесконечномерным обобщениям таких величин и исследованию их свойств. Введено понятие достоверного расширения линейной комбинации маргинальных энтропий и рассмотрено несколько конкретных примеров, простейшими из которых являются квантовая взаимная информация и квантовая условная энтропия. Показано, что квантовая условная взаимная информация может быть однозначно определена как полунепрерывная снизу функция на множестве всех состояний трехчастичной бесконечномерной системы, обладающая всеми основными свойствами этой характеристики в конечномерном случае. Рассмотрены бесконечномерные обобщения некоторых других мер корреляций в многочастичных квантовых системах. Рассмотрены приложения результатов в теории бесконечномерных квантовых каналов и их пропускных способностей. Также доказано существование восстанавливающего канала Фоузи-Реннера, точно воспроизводящего маргинальные состояния, для всех трехчастичных состояний (включая состояния с бесконечными маргинальными энтропиями). Библиография: 47 названий.
Альтернативная формулировка квантовой механики, предложенная ранее, основанная на секулярном уравнении для оператора действия, используется для квантования гармонического осциллятора с нелокальной потенциальной энергией. Установлено соответствие новой теории с обычной квантовой механикой в пределе, когда параметр нелокальности стремится к нулю. Найдены основное и первое возбужденное состояния нелокального осциллятора и их энергии. Показано, что спектр энергий нелокального гармонического осциллятора не зависит от параметра нелокальности и совпадает со спектром локального гармонического осциллятора.