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Gianfranco (talk | contribs) (Created page with "===3.3. Non-projective state update: atomic instruments=== In general, the statistical properties of any measurement are characterized by # the output probability distribution <math display="inline">Pr\{\text{x}=x\parallel\rho\}</math>, the probability distribution of the output <math display="inline">x</math> of the measurement in the input state <math display="inline">\rho </math>; # the quantum state reduction <math display="inline">\rho\rightarrow\rho_{(X=x)} </ma...") |
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===3.3. | ===3.3. Actualización de estado no proyectivo: instrumentos atómicos=== | ||
En general, las propiedades estadísticas de cualquier medida se caracterizan por | |||
# | # la distribución de probabilidad de salida <math display="inline">Pr\{\text{x}=x\parallel\rho\}</math>, la distribución de probabilidad de la salida <math display="inline">x</math> de la medida en el estado de entrada <math display="inline">\rho | ||
</math>; | </math>; | ||
# | # la reducción del estado cuántico <math display="inline">\rho\rightarrow\rho_{(X=x)} | ||
</math>, | </math>,el cambio de estado desde el estado de entrada <math display="inline">\rho | ||
</math> | </math> al estado de salida <math display="inline">\rho\rightarrow\rho_{(X=x)} | ||
</math> | </math>condicionado al resultado <math display="inline">\text{X}=x | ||
</math> | </math> de la medida | ||
En la formulación de von Neumann, las propiedades estadísticas de cualquier medida de un observable están determinadas únicamente por la regla de Born (5) y el postulado de proyección (6), y están representadas por el mapa (9), un instrumento de tipo von Neumann. Sin embargo, la formulación de von Neumann no refleja el hecho de que el mismo <math>A</math> representado por el operador hermitiano <math>\hat{A}</math> en <math display="inline">\mathcal{H}</math> puede medirse de muchas maneras.8 Formalmente, tales esquemas de medición están representados por instrumentos cuánticos. | |||
Ahora, consideramos los instrumentos cuánticos más simples del tipo no von Neumann, conocidos como instrumentos atómicos. Comenzamos recordando la noción de POVM (medida valorada por el operador de probabilidad); restringimos las consideraciones a POVM con un dominio de definición discreto <math display="inline">X=\{x_1....,x_N.....\}</math>. POVMes un mapa <math display="inline">x\rightarrow \hat{D}(x)</math> tal que para cada <math display="inline">x\in X</math>,<math>\hat{D}(x)</math>es un operador hermitiano contractivo positivo (llamado efecto) (es decir,,<math display="inline">\hat{D}(x)^*=\hat{D}(x), 0\leq \langle\psi|\hat{D}(x)\psi\rangle\leq1</math> o cualquier <math display="inline">\psi\in\mathcal{H}</math>), y la condición de normalización | |||
<math display="inline">\sum_x \hat{D}(x)=I</math> | <math display="inline">\sum_x \hat{D}(x)=I</math> | ||
sostiene, donde <math display="inline">I</math> es el operador de la unidad. Se supone que para cualquier medida, la distribución de probabilidad de salida <math display="inline">Pr\{\text{x}=x||\rho\}</math> es dado por | |||
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dónde <math display="inline"> \hat{D}(x)</math> es un POVM. Para instrumentos atómicos, se supone que los efectos se representan concretamente en la forma | |||
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dónde <math display="inline"> {V}(x)</math>Es un operador lineal en ( <math display="inline">\mathcal{H}</math>.Por lo tanto, la condición de normalización tiene la forma <math display="inline">\sum_x V(x)^*V(x)=I</math>.9 La regla de Born se puede escribir de manera similar a (5): | |||
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Se supone que la transformación del estado posterior a la medición se basa en el mapa: | |||
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por lo que la reducción del estado cuántico viene dada por | |||
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El mapa <math>x\rightarrow\mathcal{L_A(x)}</math> dada por (13) es un instrumento cuántico atómico. Observamos que la regla de Born (12) se puede escribir en la forma | |||
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Dejar <math>\hat{A}</math> ser un operador hermitiano en <math display="inline">\mathcal{H}</math>. Considere un POVM <math display="inline"> \hat{D}=\biggl(\hat{D}^A(x)\Biggr)</math> con el dominio de definición dado por el espectro de <math>\hat{A}</math>. Este POVM representa una medida de observable <math>A</math> si se cumple la regla de Born: | |||
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Por lo tanto, en principio, las probabilidades de los resultados todavía están codificadas en la descomposición espectral del operador <math>\hat{A}</math>O en otras palabras operadores <math display="inline"> \biggl(\hat{D}^A(x)\Biggr)</math> deben seleccionarse de tal manera que generen las probabilidades correspondientes a la descomposición espectral de la representación simbólica <math>\hat{A}</math> de observables <math>A</math>,es decir.,<math display="inline"> \biggl(\hat{D}^A(x)\Biggr)</math> está determinada únicamente por <math>\hat{A}</math> como <math display="inline"> \hat{D}^A(x)=\hat{E}^A(x)</math>. Podemos decir que este operador solo lleva información sobre las probabilidades de los resultados, en contraste con el esquema de von Neumann, el operador <math>\hat{A}</math> no codifica la regla de actualización de estado. Para un instrumento atómico, las mediciones del observable <math>A</math> tiene la distribución de probabilidad de salida única según la regla de Born (16), pero tiene muchas reducciones de estado cuántico diferentes dependiendo de la descomposición del efecto <math display="inline"> \hat{D}(x)=\hat{E}^A(x)=V(x)^*V(x)</math> de una manera que | |||
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