~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~ Arc.Ask3.Ru ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~ 
Номер скриншота №:
✰ 4CDE26D0421F2DC2AF1CAD152AD58178__1713529920 ✰
Заголовок документа оригинал.:
✰ SIC-POVM - Wikipedia ✰
Заголовок документа перевод.:
✰ НИЦ-ПОВМ — Википедия ✰
Снимок документа находящегося по адресу (URL):
✰ https://en.wikipedia.org/wiki/SIC-POVM ✰
Адрес хранения снимка оригинал (URL):
✰ https://arc.ask3.ru/arc/aa/4c/78/4cde26d0421f2dc2af1cad152ad58178.html ✰
Адрес хранения снимка перевод (URL):
✰ https://arc.ask3.ru/arc/aa/4c/78/4cde26d0421f2dc2af1cad152ad58178__translat.html ✰
Дата и время сохранения документа:
✰ 08.06.2024 21:45:53 (GMT+3, MSK) ✰
Дата и время изменения документа (по данным источника):
✰ 19 April 2024, at 15:32 (UTC). ✰ 

~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~ Ask3.Ru ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~ 
Сервисы Ask3.ru: 
 Архив документов (Снимки документов, в формате HTML, PDF, PNG - подписанные ЭЦП, доказывающие существование документа в момент подписи. Перевод сохраненных документов на русский язык.)https://arc.ask3.ruОтветы на вопросы (Сервис ответов на вопросы, в основном, научной направленности)https://ask3.ru/answer2questionТоварный сопоставитель (Сервис сравнения и выбора товаров) ✰✰
✰ https://ask3.ru/product2collationПартнерыhttps://comrades.ask3.ru


Совет. Чтобы искать на странице, нажмите Ctrl+F или ⌘-F (для MacOS) и введите запрос в поле поиска.
Arc.Ask3.ru: далее начало оригинального документа

НИЦ-ПОВМ — Википедия Jump to content

НИЦ-ПОВМ

Из Википедии, бесплатной энциклопедии
В в сфере Блоха представлении кубита состояния SIC-POVM образуют правильный тетраэдр . Заунер предположил, что аналогичные структуры существуют в комплексных гильбертовых пространствах всех конечных измерений.

В контексте квантовой механики и квантовой теории информации симметричные , информационно полные, положительные операторно-значные меры (SIC- POVM ) представляют собой особый тип обобщенного измерения (POVM) . SIC-POVM особенно примечательны благодаря своим определяющим характеристикам: (1) информационная полнота; (2) иметь минимальное количество исходов, совместимых с информационной полнотой, и (3) быть высокосимметричными. В этом контексте информационная полнота является свойством POVM, позволяющим полностью восстанавливать входные состояния по данным измерений.

Свойства SIC-POVM делают их интересным кандидатом на «стандартные квантовые измерения», используемые при изучении основ квантовой механики, особенно в QBism. [ нужна цитата ] . SIC-POVM имеют несколько применений в контексте томографии квантового состояния. [1] и квантовая криптография , [2] и возможная связь была обнаружена с двенадцатой проблемой Гильберта . [3]

Определение [ править ]

Нерешенная задача по математике :

Существуют ли SIC-POVM во всех измерениях?

POVM над -мерное гильбертово пространство представляет собой набор положительно-полуопределенные операторы эта сумма равна тождеству :

Если POVM состоит как минимум из операторы, охватывающие пространство самосопряженных операторов Говорят, что это информационно полная POVM (IC-POVM). IC-POVM, состоящие ровно из элементы называются минимальными. Набор ранга -1 проекторы которые имеют равные попарные скалярные произведения Гильберта–Шмидта ,

определяет минимальный IC-POVM с элементами называется SIC-POVM.

Свойства [ править ]

Симметрия [ править ]

Рассмотрим произвольный набор проекторов ранга 1. такой, что является POVM, и, следовательно, . Попросив проекторы иметь равные попарные внутренние произведения, для всех , фиксирует значение . Чтобы увидеть это, заметьте, что

подразумевает, что . Таким образом,
Именно это свойство делает SIC-POVM симметричными ; относительно скалярного произведения Гильберта – Шмидта любая пара элементов эквивалентна любой другой паре.

Супероператор [ править ]

Используя элементы SIC-POVM, можно построить интересный супероператор, подобный которому . Этот оператор наиболее полезен при рассмотрении связи SIC-POVM со сферическими t-образными конструкциями . Рассмотрите карту

Этот оператор действует на элемент SIC-POVM способом, очень похожим на идентификатор, в том смысле, что

Но поскольку элементы SIC-POVM могут полностью и однозначно определять любое квантовое состояние, этот линейный оператор можно применить к разложению любого состояния, что дает возможность записать следующее:

где

Отсюда левую обратную величину можно вычислить [4] быть , и так, зная, что

,

выражение состояния может быть создано с точки зрения распределения квазивероятностей следующим образом:

где — обозначение Дирака для оператора плотности, рассматриваемого в гильбертовом пространстве. . Это показывает, что соответствующее распределение квазивероятностей (названное так, потому что оно может давать отрицательные результаты) представляет состояние дан кем-то

Поиск наборов SIC [ править ]

Простейший пример [ править ]

Для уравнения, определяющие SIC-POVM, можно решить вручную, получив векторы

которые образуют вершины правильного тетраэдра в сфере Блоха . Проекторы, определяющие SIC-POVM, имеют вид , и элементы SIC-POVM, таким образом, .

Для более высоких измерений это невозможно, что требует использования более сложного подхода.

Групповая ковариация [ править ]

групповая ковариация Общая

НИЦ-ПОВМ называется групповой ковариантной, если существует группа с -мерное унитарное представление такое, что

Поиск SIC-POVM можно значительно упростить, используя свойство групповой ковариантности. Действительно, задача сводится к нахождению нормированного опорного вектора такой, что

.

Тогда SIC-POVM представляет собой набор созданный групповым действием , на .

Случай Z d × Z d [ править ]

До сих пор большинство SIC-POVM были найдены путем рассмотрения групповой ковариации при . [5] Чтобы построить унитарное представление, мы отображаем к , группа унитарных операторов в d-мерностях. Сначала необходимо ввести несколько операторов. Позволять быть основой для , то оператор фазовый

где является корнем единства

и оператор сдвига как

Объединение этих двух операторов дает оператор Вейля порождающее группу Гейзенберга-Вейля. Это унитарный оператор, поскольку

Можно проверить, что отображение является проективным унитарным представлением. Он также удовлетворяет всем свойствам групповой ковариации: [6] и полезен для численного расчета наборов SIC.

Гипотеза Заунера [ править ]

Учитывая некоторые полезные свойства SIC-POVM, было бы полезно, если бы было точно известно, можно ли построить такие множества в гильбертовом пространстве произвольной размерности. Первоначально предложенный в диссертации Заунера, [7] выдвинута гипотеза о существовании фидуциального вектора для произвольных размерностей.

Более конкретно,

Для каждого измерения существует SIC-POVM, элементы которого являются орбитой положительного оператора первого ранга под группой Вейля – Гейзенберга . Более того, коммутирует с элементом T группы Якоби . Действие Т на по модулю центр имеет порядок три.

Используя понятие групповой ковариации на , это можно переформулировать как [8]

Для любого размера , позволять быть ортонормированным базисом для и определить

Затем такой, что набор является SIC-POVM.

Частичные результаты [ править ]

Доказательство существования SIC-POVM для произвольных размеров остается открытым вопросом. [6] но это постоянная область исследований в сообществе квантовой информации.

Точные выражения для множеств SIC были найдены для гильбертовых пространств всех размерностей из через включительно, а в некоторых более высоких измерениях вплоть до , для 115 значений в целом. [а] Кроме того, используя ковариацию группы Гейзенберга на численные решения были найдены для всех целых чисел до , а в некоторых больших размерах до . [б]

Связь со сферическими Т конструкциями образными -

Сферическая Т-образная конструкция представляет собой набор векторов на d-мерной обобщенной гиперсфере , такой, что среднее значение любого полином -порядка над равно среднему значению по всем нормализованным векторам . Определение как t-кратное тензорное произведение гильбертовых пространств и

t-кратного тензорного произведения как оператор фрейма , можно показать, что [8] набор нормализованных векторов с образует сферическую Т-образную конструкцию тогда и только тогда, когда

Отсюда сразу следует, что каждая SIC-POVM является 2-проектной, поскольку

что и является необходимым значением, удовлетворяющим приведенной выше теореме.

Связь с MUB [ править ]

В d -мерном гильбертовом пространстве два различных базиса называются взаимно несмещенными , если

По своей природе это похоже на симметричное свойство SIC-POVM. Вуттерс отмечает, что полный набор несмещенные базисы дают геометрическую структуру, известную как конечная проективная плоскость , тогда как SIC-POVM (в любом измерении, являющемся простой степенью ) дает конечную аффинную плоскость , тип структуры, определение которой идентично определению конечной проективной плоскости с роли точек и линий поменялись местами. В этом смысле проблемы SIC-POVM и взаимно несмещенных баз двойственны друг другу. [17]

В измерении , аналогию можно продолжить: полный набор взаимно несмещенных базисов можно построить непосредственно из SIC-POVM. [18] 9 векторов SIC-POVM вместе с 12 векторами взаимно несмещенных оснований образуют набор, который можно использовать в доказательстве Кохена – Спекера . [19] Однако в 6-мерном гильбертовом пространстве известен SIC-POVM, но полный набор взаимно несмещенных базисов еще не обнаружен, и широко распространено мнение, что такого набора не существует. [20] [21]

См. также [ править ]

Примечания [ править ]

  1. ^ Подробности этих точных решений можно найти в литературе. [7] [8] [9] [10] [11] [12] [13] [14]
  2. ^ Как и точные решения, численные решения на протяжении многих лет представлялись в ряде публикаций разных авторов. [8] [10] [15] [16] [5] [14]

Ссылки [ править ]

  1. ^ Кейвс, Карлтон М .; Фукс, Кристофер А.; Шак, Рюдигер (сентябрь 2002 г.). «Неизвестные квантовые состояния: квантовое представление де Финетти». Журнал математической физики . 43 (9): 4537–4559. arXiv : Quant-ph/0104088 . Бибкод : 2002JMP....43.4537C . дои : 10.1063/1.1494475 . ISSN   0022-2488 . S2CID   17416262 .
  2. ^ Фукс, Калифорния; Сасаки, М. (2003). «Сжатие квантовой информации через классический канал: измерение« квантовости »набора квантовых состояний». Квант. Информация. Комп . 3 : 377–404. arXiv : Quant-ph/0302092 . Бибкод : 2003quant.ph..2092F .
  3. ^ Эпплби, Маркус; Фламмия, Стивен; МакКоннелл, Гэри; Ярд, Джон (24 апреля 2017 г.). «SIC и алгебраическая теория чисел». Основы физики . 47 (8): 1042–1059. arXiv : 1701.05200 . Бибкод : 2017FoPh...47.1042A . дои : 10.1007/s10701-017-0090-7 . ISSN   0015-9018 . S2CID   119334103 .
  4. ^ CM Caves (1999); http://info.phys.unm.edu/~caves/reports/infopovm.pdf
  5. ^ Перейти обратно: а б Фукс, Кристофер А.; Хоанг, Майкл С.; Стейси, Блейк К. (22 марта 2017 г.). «Вопрос SIC: история и состояние дел» . Аксиомы . 6 (4): 21. arXiv : 1703.07901 . дои : 10.3390/axioms6030021 .
  6. ^ Перейти обратно: а б Эпплби, DM (2005). «SIC-POVM и расширенная группа Клиффорда». Журнал математической физики . 46 (5): 052107. arXiv : quant-ph/0412001 . Бибкод : 2005JMP....46e2107A . дои : 10.1063/1.1896384 .
  7. ^ Перейти обратно: а б Заунер Г. «Квантовые проекты – основы некоммутативной теории дизайна». Диссертация, Венский университет, 1999. http://www.gerhardzauner.at/documents/gz-quantendesigns.pdf.
  8. ^ Перейти обратно: а б с д Ренес, Джозеф М.; Блюм-Когоут, Робин; Скотт, Эй Джей; Пещеры, Карлтон М. (2004). «Симметричные информационно полные квантовые измерения». Журнал математической физики . 45 (6): 2171. arXiv : quant-ph/0310075 . Бибкод : 2004JMP....45.2171R . дои : 10.1063/1.1737053 . S2CID   17371881 .
  9. ^ А. Колдобский и Х. Кениг, «Аспекты изометрической теории банаховых пространств», в Справочнике по геометрии банаховых пространств, Vol. 1, под редакцией У.Б. Джонсона и Дж. Линденштрауса (Северная Голландия, Дордрехт, 2001), стр. 899–939.
  10. ^ Перейти обратно: а б Скотт, Эй Джей; Грассль, М. (2010). «SIC-POVM: новое компьютерное исследование». Журнал математической физики . 51 (4): 042203. arXiv : 0910.5784 . Бибкод : 2010JMP....51d2203S . дои : 10.1063/1.3374022 . S2CID   115159554 .
  11. ^ Т.Я. Чиен. ``Равноугольные линии, проективная симметрия и красивые рамки ошибок. Кандидатская диссертация Оклендского университета (2015 г.); https://www.math.auckland.ac.nz/~waldron/Tuan/Thesis.pdf
  12. ^ «Точные реперные векторы SIC» . Университет Сиднея . Проверено 7 марта 2018 г.
  13. ^ Эпплби, Маркус; Чиен, Туан-Йоу; Фламмия, Стивен; Уолдрон, Шейн (2018). «Построение точных симметричных информационно полных измерений на основе численных решений». Физический журнал A: Математический и теоретический . 51 (16): 165302. arXiv : 1703.05981 . Бибкод : 2018JPhA...51p5302A . дои : 10.1088/1751-8121/aab4cd . S2CID   119736328 .
  14. ^ Перейти обратно: а б Стейси, Блейк С. (2021). Первый курс спорадических СИЦ . Чам, Швейцария: Springer. п. 6. ISBN  978-3-030-76104-2 . OCLC   1253477267 .
  15. ^ Фукс, Кристофер А.; Стейси, Блейк К. (21 декабря 2016 г.). «Кбизм: квантовая теория как справочник героя». arXiv : 1612.07308 [ квант-ph ].
  16. ^ Скотт, Эй Джей (11 марта 2017 г.). «НИЦ: расширение списка решений». arXiv : 1703.03993 [ квант-ph ].
  17. ^ Вуттерс, Уильям К. (2004). «Квантовые измерения и конечная геометрия». arXiv : Quant-ph/0406032 .
  18. ^ Стейси, Блейк С. (2016). «SIC-POVM и совместимость квантовых состояний» . Математика . 4 (2): 36. arXiv : 1404.3774 . дои : 10.3390/math4020036 .
  19. ^ Бенгтссон, Ингемар; Бланчфилд, Кейт; Кабельо, Адан (2012). «Неравенство Кохена – Спекера из SIC». Буквы по физике А. 376 (4): 374–376. arXiv : 1109.6514 . Бибкод : 2012PhLA..376..374B . дои : 10.1016/j.physleta.2011.12.011 . S2CID   55755390 .
  20. ^ Грассль, Маркус (2004). «О SIC-POVM и MUB в измерении 6». arXiv : Quant-ph/0406175 .
  21. ^ Бенгтссон, Ингемар; Жичковский, Кароль (2017). Геометрия квантовых состояний: введение в квантовую запутанность (второе изд.). Кембридж, Соединенное Королевство: Издательство Кембриджского университета . стр. 313–354. ISBN  9781107026254 . OCLC   967938939 .
Arc.Ask3.Ru: конец оригинального документа.
Arc.Ask3.Ru
Номер скриншота №: 4CDE26D0421F2DC2AF1CAD152AD58178__1713529920
URL1:https://en.wikipedia.org/wiki/SIC-POVM
Заголовок, (Title) документа по адресу, URL1:
SIC-POVM - Wikipedia
Данный printscreen веб страницы (снимок веб страницы, скриншот веб страницы), визуально-программная копия документа расположенного по адресу URL1 и сохраненная в файл, имеет: квалифицированную, усовершенствованную (подтверждены: метки времени, валидность сертификата), открепленную ЭЦП (приложена к данному файлу), что может быть использовано для подтверждения содержания и факта существования документа в этот момент времени. Права на данный скриншот принадлежат администрации Ask3.ru, использование в качестве доказательства только с письменного разрешения правообладателя скриншота. Администрация Ask3.ru не несет ответственности за информацию размещенную на данном скриншоте. Права на прочие зарегистрированные элементы любого права, изображенные на снимках принадлежат их владельцам. Качество перевода предоставляется как есть, любые претензии не могут быть предъявлены. Если вы не согласны с любым пунктом перечисленным выше, немедленно покиньте данный сайт. В случае нарушения любого пункта перечисленного выше, штраф 55! (Пятьдесят пять факториал, денежную единицу можете выбрать самостоятельно, выплаичвается товарами в течение 7 дней с момента нарушения.)