Кіріспе

Математикада Стинспрингтің кеңейту теоремасы, сонымен қатар Стинспрингтің факторлау теоремасы деп аталады, ол В. Форрест Стинспрингтің есімімен аталған, операторлық теорияның нәтижесі, ол C* алгебрасы A-дағы кез келген толық оң картаны әрқайсысының арнайы формасы бар екі толық оң картаның құрамасы ретінде көрсетеді: A * A-ның кейбір көмекші Хилберт кеңістігінде K-ның бейнесі, содан кейін T V * TV түріндегі операторлық карта. Сонымен қатар, Стинспринг теоремасы - Гильберт кеңістігіндегі шектелген операторлар алгебрасына C* алгебрасынан құрылым теоремасы. Толық оң карталар * бейнелеулердің қарапайым модификациялары немесе кейде * гомоморфизмдер деп аталады.

Дәлелдің сызбасы

Енді дәлелді қысқаша суреттейміз. For , K-дің барлық сандарына жартылай сызықтықпен анықтап, кеңейтілсін. Бұл Hermitian сесквилинерлік форма, өйткені * операциясымен үйлесімді. Содан кейін, осы сесквилинеарлық форманың шын мәнінде оң жартылай анықталмаған екенін көрсету үшін толық оңдық қолданылады. Позитивті жартылай анықталмаған гермиттік сесквилинерлік нысандар Коши-Шварц теңсіздікін қанағаттандыратындықтан, қосалқы жиынтық - қосалқы кеңістік. Біз дегенерацияны бөлшек кеңістікті қарастыру арқылы алып тастай аламыз Бұл бөлшек кеңістіктің аяқталуы Hilbert кеңістігі, сонымен қатар Next define арқылы белгіленеді және оны тексеруге болады және қажетті қасиеттерге ие болады. Байқаңыз, бұл H-дің K-ге табиғи алгебралық кірігуі. Бұл дұрыс екенін тексеруге болады. Атап айтқанда, егер және тек қана егер Изометрия болып табылады. Бұл жағдайда H гильберттік кеңістікте K-ге еніп, K-ге әсер етіп, H-ге проекция болады. Символикалық түрде біз Дилатация теориясының тілінде, яғни бұл қысылу деп жаза аламыз.

Кейбір салдарлар

Біз Стинспринг теоремасының салдары ретінде қарастырылатын бірнеше нәтижелерді атап өттік. Тарихи тұрғыдан алғанда, төмендегі кейбір нәтижелер Стинспринг теоремасының алдында пайда болды.

GNS құрылымы

GelfandNaimarkSegal (GNS) құрылымы келесідей. Стинспринг теоремасындағы H бір өлшемді болсын, яғни күрделі сандар. Енді Φ А-да оң сызықтық функционал. Егер Φ - күй, яғни Φ - нормасы 1 болса, онда изометрия бірлік нормасының кейбіреуіне байланысты анықталады. Сонымен, біз GNS-тің штаттардың санын қайтадан таптық. Бұл тек қана оң емес, толық оң карталар оң функционалдардың шынайы жалпылануы екенін көрудің бір жолы. С* алгебрасындағы сызықтық оң функциясы басқа осындай функцияға қатысты (анықтамалық функциясы деп аталады) егер ол кез-келген оң элементте нөл болса, онда оң функциясы нөл. Бұл Радон Никодим теоремасының коммутативті емес жалпылануына әкеледі. Стандартты ізге қатысты матрицалық алгебралардағы күйлердің әдеттегі тығыздық операторы, егер эталондық функционал ізге таңдалған кезде, РадонНикодим туындысынан басқа ештеңе емес. Белавкин бір толық оң картаның басқа (анықтамалық) картаға қатысты толық абсолютті сабақтастығы туралы түсінікті енгізді және толық оң карталар үшін коммутативті емес Радон Никодим теоремасының операторлық нұсқасын дәлелдеді. Бұл теореманың матрицалық алгебралардағы трациалдық толық оң сілтеме картасына сәйкес келетін ерекше жағдайы Choi операторына стандартты ізге қатысты CP картасының RadonNikodym туындысы ретінде әкеледі (Кой теоремасын қараңыз).

Наймарктың кеңею теоремасы

Наймарк теоремасы қандай да бір компактті Хаусдорф кеңістігінде әрбір B (((H)) бағаланған, әлсіз саналатын қосымша өлшемді "көтере" алады, сондықтан өлшем спектральдық өлшемге айналады. Оны C ((X) - коммутативті C* алгебрасы және Стинспринг теоремасы деген фактілерді біріктіру арқылы дәлелдеуге болады.

Ш. Нагидің кеңею теоремасы

Бұл нәтиже Хилберт кеңістігіндегі әрбір жиырылудың минималдылық қасиетпен бірлік кеңейуі бар екенін айтады.

Қолдану

Кванттық ақпарат теориясында кванттық арналар немесе кванттық операциялар C* алгебралар арасындағы толық оң карталар ретінде анықталады. Барлық осындай карталар үшін жіктелім болғандықтан, Stinespring теоремасы осы тұрғыда маңызды. Мысалы, теореманың бірегейлік бөлігі кванттық арналардың белгілі бір кластарын жіктеу үшін пайдаланылды. Әр түрлі арналарды салыстыру және олардың өзара адалдықтары мен ақпараттарын есептеу үшін Белавкин енгізген "Радон Никодим" туындылары арқылы арналардың басқа бейнеленуі пайдалы. Шекті өлшемдік жағдайда, Цой теоремасы Белавкиннің Радон Никодим теоремасының трациалдық нұсқасы ретінде толық оң карталар үшін де маңызды. Ф-ның операторлары Ф-ның Краус операторлары деп аталады. Кейде бұл өрнекті Φ операторының жиынтық бейнелеуі деп атайды.