基于相对熵的开放系统量子参数估计
2020-06-21杨志远邵雅婷
苏州科技大学学报(自然科学版) 2020年2期
关键词:信息
杨志远,严 凯,邵雅婷,郝 翔
(苏州科技大学 数理学院,江苏 苏州215009;江苏省维纳热流技术与能源应用重点实验室,江苏 苏州215009)
信息度量是信息论[1]中最基本的问题之一。经典信息论中,最早在数学上定义的“信息”是Fisher 信息,它被广泛的运用在数理统计和参数估计问题[2-5]。从物理角度看,可以采用“熵”来度量信息,信息熵是表示事件不确定性的度量。经典信息熵和经典Fisher 信息可以通过Kullback-Leibler(KL)距离[6-7]建立联系。KL 距离是数学统计中一种非常重要的量,可以用来评价某种参量分布的离散特性,与信息熵紧密相连,被广泛应用于测量领域。在量子测量领域中,量子KL 距离对应相对熵。在文献[8]中,Wiener 提出Fisher 信息可以被信息熵取代。然而,在量子力学中,Fisher 信息扮演着重要的角色[9-11],通过Fisher 信息可以导出其他形式的信息量。在此,笔者推导出相对熵和量子Fisher 信息的关系,通过比较两个含有参数的邻近态的距离,提出一个用于开放量子系统参数测量的有效定性判据。
文章主要内容分为三个部分:首先,利用量子态KL 距离导出了一个可以衡量量子态含有测量参数的量子信息散度;然后,利用两种判据,研究了两能级系统在三种噪声通道中的退相干过程;最后,给出一个简要的总结。
1 基于邻近态距离的参数估计判据
首先,一个经典态X 可以用一个概率分布函数{px}表示,满足它和另外一个经典态qx之间的差异可以用两个经典态的距离表示。一个是经典态Bures 距离其中fc(px,qx)=为保真度[12]。另一个是,经典态KL 距离也可以有效表示近邻经典态的距离。……
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