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物理代写|量子力学代写Quantum mechanics代考| POVM Formalism

如果你也在 怎样代写量子力学Quantum mechanics这个学科遇到相关的难题,请随时右上角联系我们的24/7代写客服。量子力学Quantum mechanics在理论物理学中,量子场论(QFT)是一个结合了经典场论、狭义相对论和量子力学的理论框架。QFT在粒子物理学中用于构建亚原子粒子的物理模型,在凝聚态物理学中用于构建准粒子的模型。

量子力学Quantum mechanics产生于跨越20世纪大部分时间的几代理论物理学家的工作。它的发展始于20世纪20年代对光和电子之间相互作用的描述,最终形成了第一个量子场理论–量子电动力学。随着微扰计算中各种无限性的出现和持续存在,一个主要的理论障碍很快出现了,这个问题直到20世纪50年代随着重正化程序的发明才得以解决。第二个主要障碍是QFT显然无法描述弱相互作用和强相互作用,以至于一些理论家呼吁放弃场论方法。20世纪70年代,规整理论的发展和标准模型的完成导致了量子场论的复兴。

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物理代写|量子力学代写Quantum mechanics代考| POVM Formalism

物理代写|量子力学代写Quantum mechanics代考|POVM Formalism

Sometimes, we simply may not care about the post-measurement state of a quantum measurement, but instead we only care about the probability for obtaining a particular outcome. For example, this situation arises in the transmission of classical data over a quantum channel. In this situation, we are merely concerned with minimizing the error probabilities of the classical transmission. The receiver does not care about the post-measurement state because he no longer needs it in the quantum information-processing protocol. We can specify a measurement of this sort by a POVM, defined as follows:
DEFINITION 4.2.1 (POVM) A positive operator-valued measure (POVM) is a set $\left{\Lambda_j\right}_j$ of operators that satisfy non-negativity and completeness:
$$
\forall j: \Lambda_j \geq 0, \quad \sum_j \Lambda_j=I .
$$
The probability for obtaining outcome $j$ is
$$
\left\langle\psi\left|\Lambda_j\right| \psi\right\rangle
$$
if the state is some pure state $|\psi\rangle$. The probability for obtaining outcome $j$ is
$$
\operatorname{Tr}\left{\Lambda_j \rho\right},
$$
if the state is in a mixed state described by some density operator $\rho$. This is another reformulation of the Born rule.
EXERCIse 4.2.1 Consider the following five “Chrysler” states:
$$
\left|e_k\right\rangle \equiv \cos (2 \pi k / 5)|0\rangle+\sin (2 \pi k / 5)|1\rangle
$$
where $k \in{0, \ldots, 4}$. These states are the “Chrysler” states because they form a pentagon on the $X Z$-plane of the Bloch sphere. Show that the following set of operators forms a valid POVM: $\left{\frac{2}{5}\left|e_k\right\rangle\left\langle e_k\right|\right}$.

物理代写|量子力学代写Quantum mechanics代考|Independent Ensembles

Let us first suppose that we have two independent ensembles for quantum systems $A$ and $B$. The first quantum system belongs to Alice and the second quantum system belongs to Bob, and they may or may not be spatially separated. Let $\left{p_X(x),\left|\psi_x\right\rangle\right}$ be the ensemble for the system $A$ and let $\left{p_Y(y),\left|\phi_y\right\rangle\right}$ be the ensemble for the system $B$. Suppose for now that the state on system $A$ is $\left|\psi_x\right\rangle$ for some $x$ and the state on system $B$ is $\left|\phi_y\right\rangle$ for some $y$. Then, using the composite system postulate of the noiseless quantum theory, the joint state for a given $x$ and $y$ is $\left|\psi_x\right\rangle \otimes\left|\phi_y\right\rangle$. The density operator for the joint quantum system is the expectation of the states $\left|\psi_x\right\rangle \otimes\left|\phi_y\right\rangle$ with respect to the random variables $X$ and $Y$ that describe the individual ensembles:
$$
\mathbb{E}{X, Y}\left{\left(\left|\psi_X\right\rangle \otimes\left|\phi_Y\right\rangle\right)\left(\left\langle\psi_X\right| \otimes\left\langle\phi_Y\right|\right)\right} $$ The above expression is equal to the following one: $$ \mathbb{E}{X, Y}\left{\left|\psi_X\right\rangle\left\langle\psi_X|\otimes| \phi_Y\right\rangle\left\langle\phi_Y\right|\right}
$$
because $\left(\left|\psi_x\right\rangle \otimes\left|\phi_y\right\rangle\right)\left(\left\langle\psi_x\left|\otimes\left\langle\phi_y\right|\right)=\mid \psi_x\right\rangle\left\langle\psi_x|\otimes| \phi_y\right\rangle\left\langle\phi_y\right|\right.$. We then explicitly write out the expectation as a sum over probabilities:
$$
\sum_{x, y} p_X(x) p_Y(y)\left|\psi_x\right\rangle\left\langle\psi_x|\otimes| \phi_y\right\rangle\left\langle\phi_y\right| \text {. }
$$
We can distribute the probabilities and the sum because the tensor product obeys a distributive property:
$$
\sum_x p_X(x)\left|\psi_x\right\rangle\left\langle\psi_x\left|\otimes \sum_y p_Y(y)\right| \phi_y\right\rangle\left\langle\phi_y\right|
$$

物理代写|量子力学代写Quantum mechanics代考| POVM Formalism

量子力学代写

物理代写|量子力学代写Quantum mechanics代考|POVM Formalism

有时候,我们可能根本不关心量子测量的测量后状态,而是只关心获得特定结果的概率。例如,这种情况出现在通过量子信道传输经典数据时。在这种情况下,我们只关心最小化经典传输的误差概率。接收方不关心后测量状态,因为在量子信息处理协议中他不再需要后测量状态。定义4.2.1 (POVM)一个正算子值测度(POVM)是满足非负性和完备性的算子的集合$\left{\Lambda_j\right}_j$:
$$
\forall j: \Lambda_j \geq 0, \quad \sum_j \Lambda_j=I .
$$
如果状态是某种纯状态$|\psi\rangle$,得到结果$j$的概率为
$$
\left\langle\psi\left|\Lambda_j\right| \psi\right\rangle
$$
。如果状态是由某种密度算子$\rho$描述的混合状态,则获得结果$j$的概率为
$$
\operatorname{Tr}\left{\Lambda_j \rho\right},
$$
。这是玻恩法则的另一个重新表述。
$$
\left|e_k\right\rangle \equiv \cos (2 \pi k / 5)|0\rangle+\sin (2 \pi k / 5)|1\rangle
$$
其中$k \in{0, \ldots, 4}$。这些州被称为“克莱斯勒”州,因为它们在布洛赫球体的$X Z$ -平面上形成一个五边形。说明以下操作符集合构成一个有效的POVM: $\left{\frac{2}{5}\left|e_k\right\rangle\left\langle e_k\right|\right}$ .

物理代写|量子力学代写Quantum mechanics代考|Independent Ensembles

让我们首先假设我们有两个独立的量子系统$A$和$B$。第一个量子系统属于Alice,第二个量子系统属于Bob,它们可以在空间上分离,也可以不分离。设$\left{p_X(x),\left|\psi_x\right\rangle\right}$为系统$A$的集合,设$\left{p_Y(y),\left|\phi_y\right\rangle\right}$为系统$B$的集合。现在假设系统$A$上的状态对于某些$x$是$\left|\psi_x\right\rangle$,系统$B$上的状态对于某些$y$是$\left|\phi_y\right\rangle$。然后,利用无噪声量子理论的复合系统假设,得到给定$x$和$y$的联合态为$\left|\psi_x\right\rangle \otimes\left|\phi_y\right\rangle$。联合量子系统的密度算子是状态$\left|\psi_x\right\rangle \otimes\left|\phi_y\right\rangle$对描述单个系综的随机变量$X$和$Y$的期望:
$$
\mathbb{E}{X, Y}\left{\left(\left|\psi_X\right\rangle \otimes\left|\phi_Y\right\rangle\right)\left(\left\langle\psi_X\right| \otimes\left\langle\phi_Y\right|\right)\right} $$上面的表达式等于下面的表达式:$$ \mathbb{E}{X, Y}\left{\left|\psi_X\right\rangle\left\langle\psi_X|\otimes| \phi_Y\right\rangle\left\langle\phi_Y\right|\right}
$$
因为$\left(\left|\psi_x\right\rangle \otimes\left|\phi_y\right\rangle\right)\left(\left\langle\psi_x\left|\otimes\left\langle\phi_y\right|\right)=\mid \psi_x\right\rangle\left\langle\psi_x|\otimes| \phi_y\right\rangle\left\langle\phi_y\right|\right.$。然后我们明确地把期望写成概率的和:
$$
\sum_{x, y} p_X(x) p_Y(y)\left|\psi_x\right\rangle\left\langle\psi_x|\otimes| \phi_y\right\rangle\left\langle\phi_y\right| \text {. }
$$
我们可以把概率和和分布起来,因为张量积服从一个分配性质:
$$
\sum_x p_X(x)\left|\psi_x\right\rangle\left\langle\psi_x\left|\otimes \sum_y p_Y(y)\right| \phi_y\right\rangle\left\langle\phi_y\right|
$$

物理代写|量子力学代写Quantum mechanics代考

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微观经济学代写

微观经济学是主流经济学的一个分支,研究个人和企业在做出有关稀缺资源分配的决策时的行为以及这些个人和企业之间的相互作用。my-assignmentexpert™ 为您的留学生涯保驾护航 在数学Mathematics作业代写方面已经树立了自己的口碑, 保证靠谱, 高质且原创的数学Mathematics代写服务。我们的专家在图论代写Graph Theory代写方面经验极为丰富,各种图论代写Graph Theory相关的作业也就用不着 说。

线性代数代写

线性代数是数学的一个分支,涉及线性方程,如:线性图,如:以及它们在向量空间和通过矩阵的表示。线性代数是几乎所有数学领域的核心。

博弈论代写

现代博弈论始于约翰-冯-诺伊曼(John von Neumann)提出的两人零和博弈中的混合策略均衡的观点及其证明。冯-诺依曼的原始证明使用了关于连续映射到紧凑凸集的布劳威尔定点定理,这成为博弈论和数学经济学的标准方法。在他的论文之后,1944年,他与奥斯卡-莫根斯特恩(Oskar Morgenstern)共同撰写了《游戏和经济行为理论》一书,该书考虑了几个参与者的合作游戏。这本书的第二版提供了预期效用的公理理论,使数理统计学家和经济学家能够处理不确定性下的决策。

微积分代写

微积分,最初被称为无穷小微积分或 “无穷小的微积分”,是对连续变化的数学研究,就像几何学是对形状的研究,而代数是对算术运算的概括研究一样。

它有两个主要分支,微分和积分;微分涉及瞬时变化率和曲线的斜率,而积分涉及数量的累积,以及曲线下或曲线之间的面积。这两个分支通过微积分的基本定理相互联系,它们利用了无限序列和无限级数收敛到一个明确定义的极限的基本概念 。

计量经济学代写

什么是计量经济学?
计量经济学是统计学和数学模型的定量应用,使用数据来发展理论或测试经济学中的现有假设,并根据历史数据预测未来趋势。它对现实世界的数据进行统计试验,然后将结果与被测试的理论进行比较和对比。

根据你是对测试现有理论感兴趣,还是对利用现有数据在这些观察的基础上提出新的假设感兴趣,计量经济学可以细分为两大类:理论和应用。那些经常从事这种实践的人通常被称为计量经济学家。

Matlab代写

MATLAB 是一种用于技术计算的高性能语言。它将计算、可视化和编程集成在一个易于使用的环境中,其中问题和解决方案以熟悉的数学符号表示。典型用途包括:数学和计算算法开发建模、仿真和原型制作数据分析、探索和可视化科学和工程图形应用程序开发,包括图形用户界面构建MATLAB 是一个交互式系统,其基本数据元素是一个不需要维度的数组。这使您可以解决许多技术计算问题,尤其是那些具有矩阵和向量公式的问题,而只需用 C 或 Fortran 等标量非交互式语言编写程序所需的时间的一小部分。MATLAB 名称代表矩阵实验室。MATLAB 最初的编写目的是提供对由 LINPACK 和 EISPACK 项目开发的矩阵软件的轻松访问,这两个项目共同代表了矩阵计算软件的最新技术。MATLAB 经过多年的发展,得到了许多用户的投入。在大学环境中,它是数学、工程和科学入门和高级课程的标准教学工具。在工业领域,MATLAB 是高效研究、开发和分析的首选工具。MATLAB 具有一系列称为工具箱的特定于应用程序的解决方案。对于大多数 MATLAB 用户来说非常重要,工具箱允许您学习应用专业技术。工具箱是 MATLAB 函数(M 文件)的综合集合,可扩展 MATLAB 环境以解决特定类别的问题。可用工具箱的领域包括信号处理、控制系统、神经网络、模糊逻辑、小波、仿真等。

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