Кіріспе

Кванттық ақпарат теориясындағы салыстырмалы ақпараттың өлшемі. Шартты кванттық энтропия – кванттық ақпарат теориясында қолданылатын энтропия шамасы. Ол классикалық ақпарат теориясының шартты энтропиясының жалпылама түрі болып табылады. Екібөлшектік күй үшін шартты энтропия былай жазылады немесе , фон Нейман энтропиясы үшін қолданылатын нотацияға байланысты. Кванттық шартты энтропия Николас Серф және Крис Адами тарапынан шартты тығыздық операторы арқылы анықталды, олар кванттық шартты энтропиялар теріс болуы мүмкін екенін көрсетті, бұл классикалық физикада рұқсат етілмейді. Кванттық шартты энтропияның теріс болуы – кванттық ажыратылмаушылықтың жеткілікті шарты болып табылады. Бұдан әрі біз фон Нейман энтропиясы үшін белгіні қолданамыз, ол жай ғана "энтропия" деп аталады.

Анықтама

Екі жақты кванттық күй берілгенде, бірлескен АВ жүйесінің энтропиясы - , ал ішкі жүйелердің энтропиясы - және . Фон-Нойман энтропиясы күйдің мәні туралы бақылаушының белгісіздігін өлшейді, яғни күйдің аралас күй екендігінің дәрежесін. Классикалық шартты энтропиямен салыстыра отырып, шартты кванттық энтропия былай анықталады: Кванттық шартты энтропияның эквивалентті операциялық анықтамасын (кванттық байланыс құнының немесе кванттық күйді біріктіру кезіндегі артық мөлшерінің өлшемі ретінде) Михаль Городецки, Джонатан Оппенхайм және Андреас Винтер берді.

Қасиеттері

Классикалық шартты энтропиядан өзгеше, шартты кванттық энтропия теріс болуы мүмкін. Бұл, (кванттық) фон Нейман энтропиясы ешқашан теріс болмаса да, рас. Теріс шартты энтропия когерентті ақпарат деп те аталады және кванттық тығыз кодтау протоколы арқылы классикалық шектен артық берілетін биттердің мөлшерін көрсетеді. Осылайша, күйдің оң шартты энтропиясы күйдің классикалық шекке де жетпеуін білдіреді, ал теріс шартты энтропия қосымша ақпаратты қамтамасыз етеді.