Geometric Aspects of Mixed Quantum States Inside the Bloch Sphere

2024

Толық мәтін Ашық қол жеткізу: Gold Метадеректер (CSL-JSON)
DOI 10.3390/quantum6010007
Деректер сенімділігі 70 орташа
Бұл баға қалай есептеледі

Ол жазбаның өзінің тексерілетін белгілерінен құралады: мақаланың DOI-і бар ма, оның деректерін қанша тәуелсіз дереккөз растады, міндетті өрістер толтырылған ба және соңғы растау қаншалықты жаңа. Дереккөздер арасындағы алшақтық пен идентификатордың болмауы бағаны төмендетеді. 80-нен бастап мән жазбаның қосымша тексерусіз жарияланғанын, 60-тан 79-ға дейін — оның сенімділігі төмен күйде жарияланғанын және қолмен тексеру ұсынылатынын білдіреді. Редактор қолмен тексерген жазбаны қайта есептеу 90-нан төмен түсірмейді. Бұл — мақаланың өзіне емес, ол туралы деректерімізге берілген баға.

Аңдатпа

When studying the geometry of quantum states, it is acknowledged that mixed states can be distinguished by infinitely many metrics. Unfortunately, this freedom causes metric-dependent interpretations of physically significant geometric quantities such as the complexity and volume of quantum states. In this paper, we present an insightful discussion on the differences between the Bures and the Sjöqvist metrics inside a Bloch sphere. First, we begin with a formal comparative analysis between the two metrics by critically discussing three alternative interpretations for each metric. Second, we explicitly illustrate the distinct behaviors of the geodesic paths on each one of the two metric manifolds. Third, we compare the finite distances between an initial state and the final mixed state when calculated with the two metrics. Interestingly, in analogy with what happens when studying the topological aspects of real Euclidean spaces equipped with distinct metric functions (for instance, the usual Euclidean metric and the taxicab metric), we observe that the relative ranking based on the concept of a finite distance between mixed quantum states is not preserved when comparing distances determined with the Bures and the Sjöqvist metrics. Finally, we conclude with a brief discussion on the consequences of this violation of a metric-based relative ranking on the concept of the complexity and volume of mixed quantum states.