Quantum disharmoni

Ernst Kretz August 8, 2016 Q 1 0
FONT SIZE:
fontsize_dec
fontsize_inc

I kvanteinformation teori, kvante splid er et mål for ikke-klassiske korrelationer mellem to delsystemer i en kvante system. Det omfatter sammenhænge, ​​der skyldes kvante fysiske virkninger, men ikke nødvendigvis involverer kvante entanglement.

Begrebet kvante uenighed blev introduceret af Harold Ollivier og Wojciech H. Zurek og uafhængigt af L. Henderson og Vlatko Vedral. Olliver og Zurek henvist til den også som et mål for kvante af sammenhænge. Fra arbejdet i disse to forskergrupper følger det, at kvante korrelationer kan være til stede i visse blandede adskillelige stater; Med andre ord alene separabilitet betyder ikke fravær af kvantevirkninger. Begrebet kvante uenighed går således ud over den sondring, der var blevet gjort tidligere, mellem viklet ind versus adskillelige kvantetilstande.

Definition og matematiske relationer

I matematiske termer, er kvante uenighed defineret i form af kvante gensidig information. Mere specifikt kvante disharmoni er forskellen mellem to udtryk, som hver, i den klassiske grænse, repræsenterer den gensidige information. Disse to udtryk er:

hvor der i det klassiske tilfælde, H er de oplysninger, entropi, H fælles entropi og H den betingede entropi, og de to udtryk giver identiske resultater. I det ikke-klassiske tilfælde er det kvantefysikken analogi for de tre termer brugt - S von Neumann entropi, S fælles kvante entropi og S den betingede kvante entropi, henholdsvis for sandsynlighedstæthedsfunktion ρ;

Forskellen mellem de to udtryk definerer grundlaget-afhængige quantum uenighed, som er asymmetrisk i den forstand, kan være forskellige fra. Den notation J repræsenterer den del af korrelationerne, der kan henføres til klassiske sammenhænge og varierer afhængigt af den valgte eigenbasis; derfor, for at den kvante uenighed afspejler de rent ikke-klassiske korrelationer uafhængigt af baggrund, er det nødvendigt, at J først maksimeres over sættet af alle mulige projektive målinger onto eigenbasis:

Nul kvante disharmoni indikerer tilstedeværelsen af ​​sammenhænge, ​​der skyldes noncommutativity af kvante operatører. For rene tilstande, bliver kvante splid et mål for kvante entanglement, mere specifikt, i så fald svarer til entropi sammenfiltring.

Vanishing kvante splid er et kriterium for markøren stater, som udgør foretrukne effektivt klassiske tilstande i et system. Det kunne påvises, at kvante uenighed skal være ikke-negativ, og at stater med forsvindende kvante splid kan faktisk blive identificeret med pointer stater. Er blevet identificeret andre forhold, som kan ses analogt med Peres-Horodecki kriterium, og i forhold til den stærke subadditivity af von Neumann entropi.

Der er gjort en indsats for at udvide definitionen af ​​kvante uenighed til kontinuerlige variable systemer, navnlig for at tosidede systemer beskrevet af Gauss stater.

Computing kvante disharmoni er NP-komplet. Derfor er køretiden for enhver algoritme til at beregne quantum uenighed menes at vokse eksponentielt med dimension af Hilbert rummet, så computing kvante splid i et kvantesystem af moderat størrelse er ikke mulig i praksis.

Egenskaber

Zurek forudsat en fysisk fortolkning for splid ved at vise, at det "afgør forskellen mellem effektiviteten af ​​kvante og klassisk Maxwells dæmoner ... i at udvinde arbejde fra samlinger af korrelerede kvantesystemer".

Discord kan også ses i operationelle termer som en "entanglement forbrug i en udvidet kvantetilstand fusionerende protokol". Fremlægge bevis for ikke-entanglement kvante korrelationer normalt involverer komplicerede kvante tomografi metoder; Men i 2011, sådanne korrelationer kunne påvises eksperimentelt i en rumtemperatur kernemagnetisk resonans-system, anvendelse af chloroform molekyler, der repræsenterer en to-qubit kvante system.

Quantum disharmoni er blevet set som et muligt grundlag for udførelsen i form af kvanteberegning tilskrives visse blandet-state kvantesystemer, med en blandet kvantetilstand repræsenterer en statistisk ensemble af rene stater. Den opfattelse, at kvante splid kan være en ressource for kvante processorer blev yderligere cementeret i 2012, hvor eksperimenter fastslået, at uenighed mellem tosidede systemer kan forbruges til at kode oplysninger, som kun kan tilgås af sammenhængende kvante interaktioner. Quantum uenighed er en indikator for minimum sammenhæng i et delsystem af et sammensat kvantesystem og som sådan spiller en ressource rolle i interferometriske ordninger af fase estimering.

Quantum uenighed er på nogle måder forskellig fra kvante entanglement. Quantum uenighed er mere modstandsdygtig over for dissipative miljøer end det er kvante entanglement. Dette er blevet vist for Markovian miljøer samt for ikke-Markovian miljøer baseret på en sammenligning af dynamikken i uenighed med den af ​​sammenfald, hvor uoverensstemmelser har vist sig at være mere robust. Det er blevet vist, at i det mindste for visse modeller af en qubit par, der er i termisk ligevægt og danner et åbent kvantesystem i kontakt med en varme bad, kvante uenighed stiger med temperaturen i visse temperaturområder, hvor der således en adfærd, der er helt i modsætning til det af entanglement, og at desuden overraskende, den klassiske korrelation faktisk falder, kvante uenighed stiger. Nonzero kvante uenighed kan fortsætter selv i grænsen for en af ​​de delsystemer, der gennemgår en uendelig acceleration, mens under denne betingelse quantum entanglement falder til nul på grund af den Unruh effekt.

Alternative foranstaltninger

Et operationelt foranstaltning i form af destillation af lokale rene stater, er den »quantum underskud". De envejs og nul-vejs versioner viste sig at være lig med den relative entropi kvante.

Andre foranstaltninger af ikke-klassiske korrelationer omfatter måling inducerede forstyrrelse foranstaltning og den lokaliserede noneffective enhedsstat distance og forskellige entropi-baserede foranstaltninger.

Der findes en geometrisk indikator for uenighed baseret på Hilbert-Schmidt afstand, som adlyder en faktorisering lov, kan sættes i relation til von Neumann-målinger, men er generelt ikke en trofast foranstaltning.

Trofaste, beregnelige og operationelle mål for uenighed-type korrelationer er den lokale kvante usikkerhed og interferometrisk magt.

  Like 0   Dislike 0
Forrige artikel Uterin sarkom
Næste artikel Russisk kanonbåd Korietz
Kommentarer (0)
Ingen kommentar

Tilføj en kommentar

smile smile smile smile smile smile smile smile
smile smile smile smile smile smile smile smile
smile smile smile smile smile smile smile smile
smile smile smile smile
Tegn tilbage: 3000
captcha