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===3.4. | ===3.4. Teoría general (Davies-Lewis-Ozawa)=== | ||
Finalmente, formulamos la noción general de instrumento cuántico. Un superoperador actuando en <math display="inline">\mathcal{L}(\mathcal{H})</math> se llama positivo si mapea el conjunto de operadores semidefinidos positivos en sí mismo. Resaltamos que, para cada '''<u><math>x,\Im_A(x)</math></u>''' dado por (13) puede considerarse como un mapa lineal positivo. | |||
Generalmente cualquier mapa <math>x\rightarrow\Im_A(x)</math> , donde para cada <math>x</math>, el mapa <math>\Im_A(x)</math>es un superoperador positivo se llama Davies-Lewis (Davies y Lewis, 1970)<ref>Davies E.B., Lewis J.T. | |||
An operational approach to quantum probability | An operational approach to quantum probability | ||
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Comm. Math. Phys., 17 (1970), pp. 239-260 | Comm. Math. Phys., 17 (1970), pp. 239-260 | ||
View Record in ScopusGoogle Scholar</ref> | View Record in ScopusGoogle Scholar</ref> instrumento cuántico. | ||
Aquí índice <math display="inline">A</math> denota el observable acoplado a este instrumento. Las probabilidades de <math display="inline">A</math>-los resultados vienen dados por la regla de Born en forma (15) y la actualización de estado por transformación (14). Sin embargo, Yuen (1987<ref>Yuen, H. P., 1987. Characterization and realization of general quantum measurements. M. Namiki and others (ed.) Proc. 2nd Int. Symp. Foundations of Quantum Mechanics, pp. 360–363. Google Scholar</ref>) señaló que la clase de instrumentos de Davies-Lewis es demasiado general para excluir instrumentos físicamente irrealizables. Ozawa (1984<ref name=":Ozawa M (1984)">Ozawa M. Quantum measuring processes for continuous observables. J. Math. Phys., 25 (1984), pp. 79-87. Google Scholar</ref>) introdujo la importante condición adicional para asegurar que cada instrumento cuántico sea físicamente realizable. Esta es la condición de la positividad completa. | |||
Un superoperador se llama completamente positivo si su extensión natural <math display="inline">\jmath\otimes I</math> al producto tensorial <math display="inline">\mathcal{L}(\mathcal{H})\otimes\mathcal{L}(\mathcal{H})=\mathcal{L}(\mathcal{H}\otimes\mathcal{H})</math> es de nuevo un superoperador positivo en <math display="inline">\mathcal{L}(\mathcal{H})\otimes\mathcal{L}(\mathcal{H})</math>. Un mapa <math>x\rightarrow\Im_A(x)</math> , donde para cada <math display="inline">x</math>,el mapa <math>\Im_A(x)</math>es un superoperador completamente positivo se llama Davies-Lewis-Ozawa (Davies y Lewis 1970,<ref>Davies E.B., Lewis J.T. | |||
An operational approach to quantum probability | An operational approach to quantum probability | ||
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Comm. Math. Phys., 17 (1970), pp. 239-260 | Comm. Math. Phys., 17 (1970), pp. 239-260 | ||
View Record in ScopusGoogle Scholar</ref> Ozawa, 1984<ref name=":Ozawa M (1984)">Ozawa M. Quantum measuring processes for continuous observables. J. Math. Phys., 25 (1984), pp. 79-87. Google Scholar</ref> | View Record in ScopusGoogle Scholar</ref> Ozawa, 1984<ref name=":Ozawa M (1984)">Ozawa M. Quantum measuring processes for continuous observables. J. Math. Phys., 25 (1984), pp. 79-87. Google Scholar</ref>instrumento cuántico o simplemente instrumento cuántico. Como veremos en la Sección 4, la positividad completa es condición suficiente para que un instrumento sea físicamente realizable. Por otro lado, la necesidad se deriva de la siguiente manera (Ozawa, 2004)<ref> Ozawa M. | ||
Uncertainty relations for noise and disturbance in generalized quantum measurements | Uncertainty relations for noise and disturbance in generalized quantum measurements | ||
Ann. Phys., NY, 311 (2004), pp. 350-416</ref> | Ann. Phys., NY, 311 (2004), pp. 350-416</ref> | ||
cada observable <math display="inline">A</math> de un sistema <math display="inline">S</math> se identifica con el observable <math display="inline">A\otimes I</math>de un sistema <math display="inline">S+S'</math>con cualquier sistema <math display="inline">S'</math> Externo a <math display="inline">S</math> .10 | |||
Entonces, cada instrumento físicamente realizable <math>\Im_A</math> medición <math display="inline">A</math> debe identificarse con el instrumento <math display="inline">\Im_A{_\otimes}_I | |||
</math> | </math>medición <math display="inline">A{\otimes}I | ||
</math> | </math> tal que<math display="inline">\Im_A{_\otimes}_I(x)=\Im_A(x)\otimes I | ||
</math>. | </math>. Esto implica que <math display="inline">\Im_A(x)\otimes I | ||
</math> | </math> es de nuevo un superoperador positivo, por lo que <math>\Im_A(x)</math> Es completamente positivo. | ||
Del mismo modo, cualquier instrumento físicamente realizable <math>\Im_A(x)</math> sistema de medición <math display="inline">S</math> debe tener su instrumento extendido <math display="inline">\Im_A(x)\otimes I | |||
</math> | </math> sistema de medición <math display="inline">S+S'</math> para cualquier sistema externo <math display="inline">S'</math>.Esto se cumple sólo si <math>\Im_A(x)</math>es completamente positivo. Así, la positividad completa es una condición necesaria para <math>\Im_A</math>para describir un instrumento físicamente realizable. |