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量子信道的 Hilbert-Schmidt 范数与单位球面上的矩阵积分

量子物理 2026-01-19 v1 数学物理 math.MP

摘要

量子系统的动力学通常由一族量子信道(线性、完全正且保迹的映射)来描述。本文主要研究量子信道 E\mathcal{E}E22+E~22\|\mathcal{E}\|_2^2+\|\widetilde{\mathcal{E}}\|_2^2 所有可能取值的范围,并分别给出达到这些最大值和最小值的量子信道的等价刻画,其中 E2\|\mathcal{E}\|_2E\mathcal{E} 的 Hilbert-Schmidt 范数,E~\widetilde{\mathcal{E}}E\mathcal{E} 的互补信道。此外,我们得到了无限维系统上保纯态的完全正映射的具体描述。并且,我们证明了单位球面上若干矩阵积分的等价性,并获得了这些矩阵积分的一些推广。

关键词

引用

@article{arxiv.2601.10943,
  title  = {The Hilbert-Schmidt norms of quantum channels and matrix integrals over the unit sphere},
  author = {Yuan Li and Zhengli Chen and Zhihua Guo and Yongfeng Pang},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2601.10943},
  year   = {2026}
}