Кіріспе

Кванттық механикадағы термин Кванттық механикада, әсіресе кванттық ақпарат теориясында, адалдық - екі кванттық күйдің "жақындығын" өлшейтін өлшем. Бұл бір мемлекеттің екіншісі ретінде анықталу үшін сынақтан өту ықтималдығын білдіреді. Сақтық тығыздық матрицалары кеңістігіндегі метрика емес, бірақ оны осы кеңістіктегі Бурес метрикасын анықтау үшін қолдануға болады.

Бөлшектік инварианттылық

Тікелей есептеу бірлік эволюция арқылы, яғни кез келген бірлік оператор үшін адалдық сақталатынын көрсетеді.

Тиісті ықтималдық үлестірілімдерінің адалдық қатынасы

Кез келген оң операторлық бағалау өлшемі (POVM) болсын; яғни, кез келген күйлер жұбы үшін қанағаттандыратын оң жартылай нақты операторлардың жиынтығы және , біз соңғы қадамда қай жерде және POVM өлшеу арқылы алынған ықтималдық үлестірулері бар екендігіне көз жеткіземіз. Бұл екі кванттық күйлер арасындағы адалдықтың квадрат түбірі кез келген ықтимал POVM-дегі сәйкес ықтималдық үлестірулері арасындағы Бхаттачарья коэффициентімен жоғарғы шектелетінін көрсетеді. Шынында да, жалпы алғанда , және ең төменгі барлық мүмкін POVM-тер қабылданады. Нақтырақ айтқанда, оператордың меншікті базасында өлшеуге сәйкес келетін проекциялық POVM арқылы ең төменгі деңгейге қол жеткізілетінін дәлелдеуге болады.

Кванттық операциялардың жүріс-тұрысы

Екі күйдің арасындағы адалдық күйлерге таңдамалы емес кванттық операция қолданылғанда ешқашан төмендей бермейтінін көрсетуге болады: кез келген ізге толық оң картаны сақтау үшін .

Дәлелдің сызбасы

Қарапайым дәлелді мынадай түрде суреттеуге болады. Векторды белгілейік және σ1/2 σ-дің бірегей оң квадрат түбірі болсын. Біз квадрат түбір факторлық бөліністердегі бірлік еркіндікке және ортонрмальды негіздерді таңдауға байланысты σ-дің кездейсоқ тазартылуы Vi-дің бірлік операторлары болатын түрге ие екенін көреміз. Енді біз тікелей есептейміз, бірақ жалпы алғанда, кез келген квадраттық матрица үшін А және бірлік U, бұл дұрыс. Сонымен қатар, егер U* А-ның полярлы ыдыраудағы бірлік операторы болса, теңдікке қол жеткізіледі. Осының нәтижесінде тікелей Ульманның теоремасы шығады.

Ашық түрде ыдыраулар бар дәлелдеме

Біз мұнда Ульманның теоремасын дәлелдеудің альтернативті, нақты әдісін ұсынамыз. Let және be - тиісінше, және тазалау. Бастауыш ретінде, күйлердің тазартуларының жалпы түрі: were , және ерікті ортонормальды негіздер. Тазартулар арасындағы үндесу - бұл жерде бірлік матрицасы былайша анықталады: Қорытындысы теңсіздікті пайдалану арқылы жасалады: Бұл теңсіздік - матрицаның жеке мәндеріне қолданылатын үшбұрышты теңсіздік. Шынында да, жалпы матрица және бірлік үшін , бізде бар , онда , , -тің (әрқашан нақты және теріс емес) жеке мәндері бар, мысалы, жеке мәннің ыдырауында. Теңсіздік қаныққанда теңдікке айналады, яғни, тазалаулар кезінде және жоғарыда көрсетілгендей, кез келген жағдайда теңдікке айналады.