Geometric Aspects of Mixed Quantum States Inside the Bloch Sphere

2024

Полный текст Открытый доступ: Gold Метаданные (CSL-JSON)
DOI 10.3390/quantum6010007
Достоверность данных 70 средняя
Как считается эта оценка

Складывается из проверяемых признаков самой записи: есть ли у статьи DOI, сколько независимых источников подтвердили её данные, заполнены ли обязательные поля и насколько свежо последнее подтверждение. Снижают оценку расхождения между источниками и отсутствие идентификатора. Значение от 80 означает, что запись опубликована без дополнительной проверки; от 60 до 79 — что она опубликована с пониженной достоверностью и ручная проверка желательна. Запись, выверенную редактором вручную, пересчёт не опускает ниже 90. Это оценка наших данных о статье, а не оценка самой статьи.

Аннотация

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.