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嵌套积分生成定理:从算子重言式到精确积分恒等式族

量子物理 2026-07-25 v1 数学物理

摘要

插入恒等分解是量子理论、量子场论及相关数学物理领域中表示态与算子的标准技术。本文将此过程提升为一个严格的、与表示无关的框架,即嵌套积分生成定理。该定理从算子重言式出发,通过连续插入恒等分解并投影到任意正交基矢量,系统地生成精确的多重积分恒等式。所得构造适用于作用于任意目标态的闭算子的任意有限复合,并建立了从算子等式到精确积分恒等式族的一般映射。利用向量值积分理论,推导出了内积可与 Bochner 积分严格交换的显式且可验证的充分条件,从而将物理文献中常隐式处理的步骤置于坚实的数学基础之上。作为一个直接推论,该定理给出了单个算子函数的精确积分表示。其适用范围通过基本、多项式和分析单模算子,以及单模和双模高斯酉算子(包括压缩和分束)加以说明。该框架进一步应用于两个超出标准高斯计算的非平凡例子:Kerr 压缩相干态重叠的精确积分表示,以及用二元 Hermite 多项式表示的复合双模高斯网络的精确 Fock 基矩阵元。

关键词

引用

@article{arxiv.2607.23240,
  title  = {Nested Integral Generator Theorem: From Operator Tautologies to Families of Exact Integral Identities},
  author = {Ghasem Asadi Cordshooli},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2607.23240},
  year   = {2026}
}

备注

16 pages