Как взять частичную трассировку?

л — линейный оператор, действующий в гильбертовом пространстве В размера н , л : В В . След линейного оператора определяется как сумма диагональных элементов любого матричного представления в одном и том же входном и выходном базисе оператора. В . Но если л является линейным оператором, действующим на В В и я хочу взять частичную трассировку по первой/второй системе, для меня это имеет смысл, когда оператор выражается в нотации Дирака , например, линейный оператор, действующий ЧАС ЧАС куда ЧАС двумерное гильбертово пространство в обозначениях Дирака

л А Б знак равно | 01 00 | + | 00 10 |
т р А ( л А Б ) знак равно | 1 0 |
т р Б ( л А Б ) знак равно | 0 1 |
здесь { | 0 , | 1 } является ортонормированным базисом для ЧАС . Но как найти и определить частичный след в терминах матричного представления линейного оператора. Должны ли базис ввода и вывода быть одинаковым для определения частичной трассировки, аналогичной определению трассировки?

Ответы (2)

Чтобы взять частичную трассировку, вам нужно построить сумму по элементам матрицы на той же основе ввода и вывода, которую вы, вероятно, уже использовали для вычисления частичных трасс, которые вы дали. В нотации Дирака это часто записывается как:

т р А ( л А Б ) знак равно я я | А л А Б | я А знак равно 0 | 0 0 | 0 ( | 1 0 | ) Б + 1 | 0 1 | 1 ( | 0 0 | ) Б знак равно ( | 1 0 | ) Б

Что подразумевается в этой записи, так это то, что вы оставляете часть оператора, которая действует на пространство B, нетронутой. В принципе, вы умножаете квадратную матрицу на прямоугольную матрицу, чтобы получить меньшую матрицу:

т р А ( л А Б ) знак равно я [ ( я | я г ) л А Б ( | я я г ) ]
Если вы хотите думать о матрицах, просто представьте тензорные произведения через произведения Кронекера :
т р А ( л А Б ) знак равно ( 1 0 0 0 0 1 0 0 ) ( 0 0 1 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 ) ( 1 0 0 1 0 0 0 0 ) знак равно ( 0 0 1 0 )
(Я просто написал сохранившийся термин (где я знак равно 0 ))

В целом,
т р А ( л А Б ) знак равно ( 1 0 0 0 0 1 0 0 ) л А Б ( 1 0 0 1 0 0 0 0 ) + ( 0 0 1 0 0 0 0 1 ) л А Б ( 0 0 0 0 1 0 0 1 ) знак равно ( 0 0 1 0 )
И
т р Б ( л А Б ) знак равно ( 1 0 0 0 0 0 1 0 ) л А Б ( 1 0 0 0 0 1 0 0 ) + ( 0 1 0 0 0 0 0 1 ) л А Б ( 0 0 1 0 0 0 0 1 ) знак равно ( 0 1 0 0 )

Позволять ЧАС А ЧАС Б быть вашим гильбертовым пространством, и О — оператор, действующий на этом составном пространстве. Затем О можно написать имеет

О знак равно я , Дж с я Дж М я Н Дж
где М я 'песок Н Дж действие на ЧАС А и ЧАС Б соответственно. Тогда частичный след над ЧАС А определяется как
т р ЧАС А ( О ) знак равно я , Дж с я Дж т р ( М я ) Н Дж ,
и аналогично для ЧАС Б .