幺正算符和量子操作

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幺正算符和量子操作之间的区别

幺正算符 vs. 量子操作

在泛函分析中，幺正算符是定义在希尔伯特空间上的有界线性算符U: H → H，满足如下规律 其中 U∗ 是 U的厄米转置, 而 I: H → H是恒等算符。 幺正算符具有如下性质. 量子操作（又称量子动态映射或量子过程）是对量子系统所能经历的一系列变换的数学表述。这一概念是由在讨论密度矩阵的广义随机变换时首度引入。量子操作的表述需要系统采用密度矩阵描述。严格而言，量子操作是一个密度算符集到其自身的线性完全正映射。在量子运算领域，量子操作通常称作。“量子操作”有时会被一些学者用来描述密度矩阵空间的或非迹增映射，而“量子通道”则特指其中严格的保迹映射。量子操作不仅仅涉及孤立系统的时间演化及对称变换，同时还涉及测量效应以及系统与环境间的暂态相互作用。 量子系统所能经历的一些过程并不能用量子操作描述。原则上，量子系统的密度矩阵可以经过任意的时间演化。量子操作可以通过“”这一概念进行推广。量子仪器可以捕捉测量过程中量子信息外的经典信息。.

希尔伯特空间

在数学裡，希尔伯特空间即完备的内积空间，也就是說一個帶有內積的完備向量空間。是有限维欧几里得空间的一个推广，使之不局限于實數的情形和有限的维数，但又不失完备性（而不像一般的非欧几里得空间那样破坏了完备性）。与欧几里得空间相仿，希尔伯特空间也是一个内积空间，其上有距离和角的概念（及由此引申而来的正交性与垂直性的概念）。此外，希尔伯特空间还是一个完备的空间，其上所有的柯西序列會收敛到此空間裡的一點，从而微积分中的大部分概念都可以无障碍地推广到希尔伯特空间中。希尔伯特空间为基于任意正交系上的多项式表示的傅立叶级数和傅立叶变换提供了一种有效的表述方式，而这也是泛函分析的核心概念之一。希尔伯特空间是公設化数学和量子力学的关键性概念之一。.

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