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

Матрицы полной, классической и квантовой неопределенностей, полученные с использованием монотонных операторных функций

Jing Ya Fan, Nan Li, Shunlong Luo

Published Nov 1, 2024• 0 citations
Publisher

Abstract

В квантовой теории информации важно различать классическую и квантовую информацию. Представлено расширение на неэрмитовы операторы концепции метрически усовершенствованной корреляционной меры и некоторых связанных с ней мер и установлено несколько соотношений для метрически усовершенствованной косой информации с различными монотонными операторными функциями. С использованием этих функций введены три матрицы неопределенности, порождаемой каналами, а именно матрицы полной, классической и квантовой неопределенностей. Получено разложение матрицы полной неопределенности на классическую и квантовую части и исследованы основные свойства введенных матриц. В качестве приложений с помощью матриц неопределенности проведена количественная оценка декогерентности, вызванной действием квантовых каналов на квантовые состояния, и вычислены матрицы неопределенности для некоторых типичных каналов, что помогает выявить присущие им особенности. Кроме того, установлено несколько соотношений неопределенностей в терминах дисперсии, улучшающих традиционные соотношения неопределенностей Гейзенберга.

DOI
10.4213/tmf10734

Related papers

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

КВАНТОВЫЕ ВЫЧИСЛЕНИЯ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ МНОГОУРОВНЕВЫХ КВАНТОВЫХ СИСТЕМ

Evgeniy O. Kiktenko, А.С. Николаева, Aleksey K. Fedorov

Изучается сокращение числа операций и улучшение глубины квантовых цепей при реализации квантовых операций с использованием многоуровневых квантовых систем (кудитов). Предлагаемый подход базируется на комбинации нескольких подходов. Первый подход, в котором дополнительные уровни кубитов используются в качестве вспомогательных объектов (анцилл), базируется на общем соотношении между размерностью кудитов и топологией их связей. Второй метод использует декомпозицию многоуровневых систем на набор двухуровневых систем. Обсуждаются применения данного подхода в рамках текущих экспериментов по обработке квантовой информации.

Nanoindustry Russia•Sep 11, 2020•0 citations

Квантовые и классические корреляции в высокотемпературной динамике двух связанных больших спинов

V. E. Zobov

КВАНТОВЫЕ И КЛАССИЧЕСКИЕ КОРРЕЛЯЦИИ В ВЫСОКОТЕМПЕРАТУРНОЙ ДИНАМИКЕ ДВУХ СВЯЗАННЫХ БОЛЬШИХ СПИНОВ Исследуются динамические корреляции двух связанных спинов в зависимости от времени и величин спиновых квантовых чисел.В высокотемпературном приближении получены аналитические выражения для взаимной информации, квантовой и классической частей корреляций.Наряду с ортогональными измерениями рассмотрены неортогональные измерения с базисом из спиновых когерентных состояний.Показано, что на малых временах при увеличении спиновых квантовых чисел квантовая часть корреляций становится много меньше классической части, тогда как

Теоретическая и математическая физика•Jan 1, 2013•4 citations

Двоичное представление координаты и импульса в квантовой механике

Михаил Геннадьевич Иванов, Mikhail Gennadievich Ivanov

ДВОИЧНОЕ ПРЕДСТАВЛЕНИЕ КООРДИНАТЫ И ИМПУЛЬСА В КВАНТОВОЙ МЕХАНИКЕ Для моделирования квантовой системы с непрерывными степенями свободы на квантовом компьютере, основанном на кубитах, необходимо свести непрерывные наблюдаемые (в первую очередь координаты и импульсы) к двоичным наблюдаемым.Данная задача рассматривается на основе разложения квантовых наблюдаемых в ряд по степеням двойки, аналогичный двоичному представлению вещественных чисел.Коэффициенты ряда ("цифры") при этом являются ортогональными проекторами.Исследуются соответствующие квантовомеханические операторы и соотношения между ними.Показано, что двоичное разложение квантовых наблюдаемых автоматически приводит к перенормировке некоторых расходящихся интегралов и рядов (приписыванию им конечных значений).

Теоретическая и математическая физика•Jan 1, 2018•1 citation

Вероятностные меры на множествах квантовых состояний в задачах оптимизации информационных количеств

Alexander Semenovich Holevo

Ряд задач оптимизации в квантовой теории информации: одношаговая классическая пропускная способность квантового канала; сцепленность формирования состояния; классическая пропускная способность квантовой наблюдаемой; достижимая информация ансамбля квантовых состояний - могут быть сформулированы как вычисление выпуклого замыкания выходной энтропии определенного квантового канала. Эту общую проблему можно рассматривать как задачу выпуклого программирования, для которой могут быть установлены необходимые и достаточные условия оптимальности наряду с двойственной задачей. Из этих условий оптимальности вытекает некоторая точная нижняя граница энтропии, квантовой либо классической, которая имеет связь со знаменитым логарифмическим соболевским неравенством.

Теория вероятностей и ее применения•Jan 1, 2026•0 citations

Исследование соотношения между интегральным трехимпульсным фотонным эхом и корреляционной функцией

Zhonghua Zhang, Jia Chen, Zhao, Yang +1 more

Явление фотонного эха описано и подтверждено классической теорией. В данной работе для вычисления трехимпульсного фотонного эхо-сигнала описываются колебания молекул вещества моделью многомодового броуновского генератора (МБГ). С помощью корреляционной функции вычисляется линейная функция, временная функция отклика и нелинейная поляризация третьего порядка; тогда можно получить трехимпульсный фотонный эхо-сигнал. После этого численно моделируется трехимпульсный фотонный эхо-сигнал, что изменяет соотношение относительных вкладов четырех типов колебаний в модели МБГ, время когерентности (t12) или время заселения (t23) равно нулю. Анализ результатов показывает, что эти три лазерных импульса не полностью совпадают во времени в момент достижения максимума сигнала. Кроме того, местоположение пиковой интенсивности сигнала изменяется при изменении моды колебаний молекул вещества.

•Jan 1, 2013•0 citations
В квантовой теории информации важно различать классическую и квантовую информацию. Представлено расширение на неэрмитовы операторы концепции метрически усовершенствованной корреляционной меры и некоторых связанных с ней мер и установлено несколько соотношений для метрически усовершенствованной косой информации с различными монотонными операторными функциями. С использованием этих функций введены три матрицы неопределенности, порождаемой каналами, а именно матрицы полной, классической и квантовой неопределенностей. Получено разложение матрицы полной неопределенности на классическую и квантовую части и исследованы основные свойства введенных матриц. В качестве приложений с помощью матриц неопределенности проведена количественная оценка декогерентности, вызванной действием квантовых каналов на квантовые состояния, и вычислены матрицы неопределенности для некоторых типичных каналов, что помогает выявить присущие им особенности. Кроме того, установлено несколько соотношений неопределенностей в терминах дисперсии, улучшающих традиционные соотношения неопределенностей Гейзенберга.
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.
Изучается сокращение числа операций и улучшение глубины квантовых цепей при реализации квантовых операций с использованием многоуровневых квантовых систем (кудитов). Предлагаемый подход базируется на комбинации нескольких подходов. Первый подход, в котором дополнительные уровни кубитов используются в качестве вспомогательных объектов (анцилл), базируется на общем соотношении между размерностью кудитов и топологией их связей. Второй метод использует декомпозицию многоуровневых систем на набор двухуровневых систем. Обсуждаются применения данного подхода в рамках текущих экспериментов по обработке квантовой информации.
КВАНТОВЫЕ И КЛАССИЧЕСКИЕ КОРРЕЛЯЦИИ В ВЫСОКОТЕМПЕРАТУРНОЙ ДИНАМИКЕ ДВУХ СВЯЗАННЫХ БОЛЬШИХ СПИНОВ Исследуются динамические корреляции двух связанных спинов в зависимости от времени и величин спиновых квантовых чисел.В высокотемпературном приближении получены аналитические выражения для взаимной информации, квантовой и классической частей корреляций.Наряду с ортогональными измерениями рассмотрены неортогональные измерения с базисом из спиновых когерентных состояний.Показано, что на малых временах при увеличении спиновых квантовых чисел квантовая часть корреляций становится много меньше классической части, тогда как
ДВОИЧНОЕ ПРЕДСТАВЛЕНИЕ КООРДИНАТЫ И ИМПУЛЬСА В КВАНТОВОЙ МЕХАНИКЕ Для моделирования квантовой системы с непрерывными степенями свободы на квантовом компьютере, основанном на кубитах, необходимо свести непрерывные наблюдаемые (в первую очередь координаты и импульсы) к двоичным наблюдаемым.Данная задача рассматривается на основе разложения квантовых наблюдаемых в ряд по степеням двойки, аналогичный двоичному представлению вещественных чисел.Коэффициенты ряда ("цифры") при этом являются ортогональными проекторами.Исследуются соответствующие квантовомеханические операторы и соотношения между ними.Показано, что двоичное разложение квантовых наблюдаемых автоматически приводит к перенормировке некоторых расходящихся интегралов и рядов (приписыванию им конечных значений).
Ряд задач оптимизации в квантовой теории информации: одношаговая классическая пропускная способность квантового канала; сцепленность формирования состояния; классическая пропускная способность квантовой наблюдаемой; достижимая информация ансамбля квантовых состояний - могут быть сформулированы как вычисление выпуклого замыкания выходной энтропии определенного квантового канала. Эту общую проблему можно рассматривать как задачу выпуклого программирования, для которой могут быть установлены необходимые и достаточные условия оптимальности наряду с двойственной задачей. Из этих условий оптимальности вытекает некоторая точная нижняя граница энтропии, квантовой либо классической, которая имеет связь со знаменитым логарифмическим соболевским неравенством.
Явление фотонного эха описано и подтверждено классической теорией. В данной работе для вычисления трехимпульсного фотонного эхо-сигнала описываются колебания молекул вещества моделью многомодового броуновского генератора (МБГ). С помощью корреляционной функции вычисляется линейная функция, временная функция отклика и нелинейная поляризация третьего порядка; тогда можно получить трехимпульсный фотонный эхо-сигнал. После этого численно моделируется трехимпульсный фотонный эхо-сигнал, что изменяет соотношение относительных вкладов четырех типов колебаний в модели МБГ, время когерентности (t12) или время заселения (t23) равно нулю. Анализ результатов показывает, что эти три лазерных импульса не полностью совпадают во времени в момент достижения максимума сигнала. Кроме того, местоположение пиковой интенсивности сигнала изменяется при изменении моды колебаний молекул вещества.