Lokale Dekohärenz und Entropie

Stellen Sie sich ein Quantensystem vor, das aus zwei Teilsystemen besteht, A Und B . Lassen ρ sei die Dichtematrix des gesamten Systems A B . Lassen | a , a = 1 , 2 D B , die Zustände des Subsystems sein B . Dann ρ kann wie folgt geschrieben werden:

ρ = a = 1 D B β = 1 D B σ a β | a β | ,
Wo σ a β sind Subdichtematrizen für Subsystem A von Größe D A × D A . Hier D A ist die Dimension des Hilbert-Raums des Subsystems A . Die Matrix mit reduzierter Dichte des Subsystems A wird von gegeben
ρ A = a = 1 D B σ a a ,
und die Matrix mit reduzierter Dichte des Subsystems B wird von gegeben
ρ B = a = 1 D B β = 1 D B T R ( σ a β ) | a β | .

Betrachten wir einen Prozess, nach dem die Quantenkohärenz des Subsystems B ist verloren. Die Dichtematrix wird dann zu:

ρ ' = a = 1 D B σ a a | a a | .
Mich interessiert, ob es möglich ist, die Renyi-Entropie der neuen Dichtematrix zuzuordnen ρ ' , definiert als
S a ( ρ ' ) = ln T R ( ρ ' a ) 1 a ,
zur Renyi-Entropie von Dichtematrizen ρ , ρ A , ρ B , oder ähnliche Mengen. Wenn die schnelle Antwort nein lautet, hoffe ich, dass mir jemand nützliche Referenzen nennen kann.

Antworten (1)

Für Von-Neumann-Entropie hätten Sie:

H ( A B ) ρ H ( A ) ρ + H ( B ) ρ

H ( A B ) ρ ' H ( A ) ρ ' + H ( B ) ρ '

was auch immer drin passiert B sollte sich nicht auswirken A So:

H ( A ) ρ = H ( A ) ρ '

für B selbst:

H ( B ) ρ H ( B ) ρ '

mit Gleichheit, wenn der Dekohärenzprozess in der diagonalisierenden Basis liegt B . Und:

H ( A B ) ρ H ( A B ) ρ '

Das ist alles Lehrbuchmaterial, man findet es bei Nielsen und Chuang oder in Wildes Quanten-Shannon-Theorie. Wenn Sie nun Von-Neumann-Entropie durch Renyi-Entropie ersetzen, sind die dritte bis fünfte Beziehung immer noch gültig, aber die Subadditivität gilt nicht und Sie hätten etwas ein bisschen schwächeres für jedes zweiteilige System:

S a ( A B ) S a ( A ) + S 0 ( B )

Diese Beziehung wurde bewiesen in ( http://arxiv.org/abs/quant-ph/0204093 )

Vielen Dank für Ihre Antwort. Mich interessiert eigentlich mehr die Möglichkeit, sich direkt auszudrücken S a ( ρ ' ) bezüglich S a ( ρ ) , S a ( ρ A ) oder ähnliche Mengen. Mit anderen Worten, ich möchte wissen, ob es möglich ist, Gleichheitsbeziehungen zu haben. Ich entschuldige mich, wenn ich meine Frage nicht deutlich gemacht habe.
Vielleicht kann dir jemand helfen, aber ich glaube nicht, dass du genauere Aussagen als diese machen kannst, außer wenn du dich auf spezielle Situationen beschränkst: cq-Zustand und Dekohärenz ist auf dem c-System auf der „c“-Basis, oder das System ist Produkt usw.
Nachdem ich eine Weile nachgedacht hatte, stellte ich fest, dass die Antwort auf meine ursprüngliche Frage einfach nein war, weil ich mathematisch die Diagonalelemente einer Matrix aus ihren Eigenwerten bestimmen wollte. Daher wähle ich Andos Antwort, da sie wahrscheinlich das Beste ist, was wir zu meiner Frage sagen können.