We report lowest-order series expansions for primary matrix functions of quantum states based on a perturbation theory for functions of linear operators. Our theory enables efficient computation of functions of perturbed quantum states that assume only knowledge of the eigenspectrum of the zeroth order state and the density matrix elements of a zero-trace, Hermitian perturbation operator, not requiring analysis of the full state or the perturbation term. We develop theories for two classes of quantum state perturbations, perturbations that preserve the vector support of the original state and perturbations that extend the support beyond the support of the original state. We highlight relevant features of the two situations, in particular the fact that functions and measures of perturbed quantum states with preserved support can be elegantly and efficiently represented using Fr\'echet derivatives. We apply our perturbation theories to find simple expressions for four of the most important quantities in quantum information theory that are commonly computed from density matrices: the Von Neumann entropy, the quantum relative entropy, the quantum Chernoff bound, and the quantum fidelity.


翻译:我们根据线性运行者功能的扰动理论,报告量子状态主要矩阵功能的最低顺序序列扩展。我们的理论使得能够有效计算扰动量子的函数,这些参数只假定了解零顺序状态的微粒频度和零轨道的密度矩阵元素,Hermitian 扰动操作员,不需要分析整个状态或扰动术语。我们为两类量子状态扰动、保护原状态的矢量支持的扰动理论,以及将支持扩展至原始状态之外的扰动。我们强调了两种情况的相关特征,特别是使用Fr\'echet 衍生物可以以优雅和高效的方式代表被扰动量子状态的功能和测量值。我们运用我们的扰动理论来寻找通常从密度矩阵中计算的最重要数量中四种最重要的数量的数据的简单表达方式:Von Neumann entropy、量子相对酶、Chann Chernoff绑定和量值忠度。

0
下载
关闭预览

相关内容

《计算机信息》杂志发表高质量的论文,扩大了运筹学和计算的范围,寻求有关理论、方法、实验、系统和应用方面的原创研究论文、新颖的调查和教程论文,以及描述新的和有用的软件工具的论文。官网链接:https://pubsonline.informs.org/journal/ijoc
【经典书】算法博弈论,775页pdf,Algorithmic Game Theory
专知会员服务
149+阅读 · 2021年5月9日
专知会员服务
50+阅读 · 2020年12月14日
Fariz Darari简明《博弈论Game Theory》介绍,35页ppt
专知会员服务
109+阅读 · 2020年5月15日
因果图,Causal Graphs,52页ppt
专知会员服务
246+阅读 · 2020年4月19日
【哈佛大学商学院课程Fall 2019】机器学习可解释性
专知会员服务
103+阅读 · 2019年10月9日
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
26+阅读 · 2019年5月22日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
42+阅读 · 2019年1月3日
Ray RLlib: Scalable 降龙十八掌
CreateAMind
9+阅读 · 2018年12月28日
A Technical Overview of AI & ML in 2018 & Trends for 2019
待字闺中
16+阅读 · 2018年12月24日
【NIPS2018】接收论文列表
专知
5+阅读 · 2018年9月10日
【SIGIR2018】五篇对抗训练文章
专知
12+阅读 · 2018年7月9日
Hierarchical Disentangled Representations
CreateAMind
4+阅读 · 2018年4月15日
人工智能 | 国际会议截稿信息9条
Call4Papers
4+阅读 · 2018年3月13日
Adversarial Variational Bayes: Unifying VAE and GAN 代码
CreateAMind
7+阅读 · 2017年10月4日
强化学习族谱
CreateAMind
26+阅读 · 2017年8月2日
Arxiv
0+阅读 · 2021年8月3日
Arxiv
0+阅读 · 2021年8月3日
Arxiv
64+阅读 · 2021年6月18日
Arxiv
4+阅读 · 2018年4月30日
VIP会员
相关VIP内容
【经典书】算法博弈论,775页pdf,Algorithmic Game Theory
专知会员服务
149+阅读 · 2021年5月9日
专知会员服务
50+阅读 · 2020年12月14日
Fariz Darari简明《博弈论Game Theory》介绍,35页ppt
专知会员服务
109+阅读 · 2020年5月15日
因果图,Causal Graphs,52页ppt
专知会员服务
246+阅读 · 2020年4月19日
【哈佛大学商学院课程Fall 2019】机器学习可解释性
专知会员服务
103+阅读 · 2019年10月9日
相关资讯
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
26+阅读 · 2019年5月22日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
42+阅读 · 2019年1月3日
Ray RLlib: Scalable 降龙十八掌
CreateAMind
9+阅读 · 2018年12月28日
A Technical Overview of AI & ML in 2018 & Trends for 2019
待字闺中
16+阅读 · 2018年12月24日
【NIPS2018】接收论文列表
专知
5+阅读 · 2018年9月10日
【SIGIR2018】五篇对抗训练文章
专知
12+阅读 · 2018年7月9日
Hierarchical Disentangled Representations
CreateAMind
4+阅读 · 2018年4月15日
人工智能 | 国际会议截稿信息9条
Call4Papers
4+阅读 · 2018年3月13日
Adversarial Variational Bayes: Unifying VAE and GAN 代码
CreateAMind
7+阅读 · 2017年10月4日
强化学习族谱
CreateAMind
26+阅读 · 2017年8月2日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员