量子操作

引起量子系統的一個變化,我們稱為是一個量子操作在數學上,量子操作可表示為系統量子態之間的一個變換。

基本介紹

  • 中文名:量子操作
  • 外文名:Quantum operation
  • 本質:系統量子態之間的一個變換。
介紹,量子操作改變數子態糾纏量的能力,

介紹

如果量子操作
將系統上的量子態變為系統
上的量子態,那么存在有限個
使得
,並對
上的每個量子態
我們稱{
}為
的操作元,若
的操作元{
}還滿足
,那么稱
保持單元。
如果定義
,那么
是一個量子操作,我們稱為
的補操作。

量子操作改變數子態糾纏量的能力

在這一部分我們將討論兩比特么正操作改變數子態糾纏的能力. 我們都知道一個受控非門(CNOT)作用在一個合適的沒有糾纏的初態可以產生一個最大糾纏態, 但是如果初態沒選好,即使同樣沒有糾纏, 受控非門作用後的末態也可能是可分態. 我們用在第二部分提到的並發作為糾纏的度量, 先定義一個兩比特初態集為:
集合
就是所有並發糾纏為
的兩比特純態的集合. 兩比特么正操作
作用在
里的態上會得到一個末態集合為:
我們感興趣的是集合
(
,
)中態的並發糾纏的最大值和最小值, 這兩個值表征著
改變數子態糾纏的能力. 么正操作
有正則分解, 這個在第二部分有介紹. 由於局域單比特么正操作不改變系統的糾纏大小, 么正操作
改變糾纏的能力和其正則分解的核心部分
改變糾纏的能力相同. 我們要計算的是如下的兩個量為:
它們就是集合
中量子態的並發糾纏的最大值和最小值. 我們的方法是先
將初態
在魔幻基下進行展開:|
=
么正操作
作用在初態上得:
|
=
這裡的
是參數
的函式, 具體表達式在文章的第二部分. 表達初態的參數
受到兩個約束: (Ⅰ) 歸一化約束
=1,(Ⅱ) 初態糾纏量約束
,運用拉格朗日乘子法, 可以計算出在上面兩個約束條件下末態糾纏的最大值和最小值, 即

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