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Kraus Operator

定义 Definition

Kraus算符(Kraus operator)是量子信息中用来表示开放量子系统演化量子噪声/量子信道的一组算符之一。它们用于把一个量子态的变化写成“算符和”的形式:对密度矩阵 \(\rho\),信道可表示为 \(\rho \mapsto \sum_k E_k \rho E_k^\dagger\),其中每个 \(E_k\) 就是一个Kraus算符。常见情况下还满足 \(\sum_k E_k^\dagger E_k = I\)(对应保持迹的物理演化)。
(该术语也常泛指“算符和表示/克劳斯表示”中的各个算符。)

发音 Pronunciation (IPA)

/kraʊs ˈɑːpəˌreɪtər/

例句 Examples

A Kraus operator can model noise acting on a qubit.
Kraus算符可以用来描述作用在量子比特上的噪声。

Any completely positive trace-preserving map can be written using a set of Kraus operators, though the set is not unique.
任意完全正且保持迹的映射都可以用一组Kraus算符来表示,但这组算符并不唯一。

词源 Etymology

“Kraus”来自物理学家 Karl Kraus(常用于指代与Kraus表示相关的命名),而“operator”在数学与物理中指“作用于向量/态的线性算符”。该术语在量子力学与量子信息理论中固定下来,用于描述量子操作的算符分解形式。

相关词 Related Words

文学与经典著作 Literary Works

  • Karl Kraus, States, Effects, and Operations: Fundamental Notions of Quantum Theory(1983)
  • Michael A. Nielsen & Isaac L. Chuang, Quantum Computation and Quantum Information(常称“Nielsen & Chuang”,讨论算符和表示/Kraus表示)
  • John Watrous, The Theory of Quantum Information(含Kraus表示与量子信道章节)
  • Mark M. Wilde, Quantum Information Theory(系统介绍Kraus算符与量子操作)
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