Decoherencia local y entropía

Considere un sistema cuántico que consta de dos subsistemas, A y B . Dejar ρ sea ​​la matriz de densidad de todo el sistema A B . Dejar | α , α = 1 , 2 d B , sean los estados del subsistema B . Entonces ρ puede escribirse como sigue:

ρ = α = 1 d B β = 1 d B σ α β | α β | ,
dónde σ α β son matrices de subdensidad para el subsistema A de tamaño d A × d A . Aquí d A es la dimensión del espacio de Hilbert del subsistema A . La matriz de densidad reducida del subsistema A es dado por
ρ A = α = 1 d B σ α α ,
y la matriz de densidad reducida del subsistema B es dado por
ρ B = α = 1 d B β = 1 d B t r ( σ α β ) | α β | .

Consideremos un proceso después del cual la coherencia cuántica del subsistema B está perdido. La matriz de densidad se convierte entonces en:

ρ = α = 1 d B σ α α | α α | .
Me interesa saber si es posible relacionar la entropía de Renyi de la nueva matriz de densidad ρ , definido como
S α ( ρ ) = en t r ( ρ α ) 1 α ,
a la entropía de Renyi de las matrices de densidad ρ , ρ A , ρ B , o cantidades similares. Si la respuesta rápida es no, espero que alguien pueda indicarme referencias útiles.

Respuestas (1)

Para las entropías de Von Neumann tendrías:

H ( A B ) ρ H ( A ) ρ + H ( B ) ρ

H ( A B ) ρ H ( A ) ρ + H ( B ) ρ

pase lo que pase en B no debería afectar A entonces:

H ( A ) ρ = H ( A ) ρ

para B sí mismo:

H ( B ) ρ H ( B ) ρ

con igualdad si el proceso de decoherencia está en la base que diagonaliza B . Y:

H ( A B ) ρ H ( A B ) ρ

Todo esto es material de libros de texto, puede encontrarlo en Nielsen y Chuang o en la Teoría cuántica de Shannon de Wilde. Ahora, si reemplaza las entropías de Von Neumann por las entropías de Renyi, las relaciones tercera a quinta siguen siendo válidas, pero la subaditividad no se mantiene y tendría algo un poco más débil para cualquier sistema bipartito:

S α ( A B ) S α ( A ) + S 0 ( B )

Esta relación fue probada en ( http://arxiv.org/abs/quant-ph/0204093 )

Gracias por su respuesta. En realidad estoy más interesado en la posibilidad de expresar directamente S α ( ρ ) en términos de S α ( ρ ) , S α ( ρ A ) o cantidades similares. En otras palabras, quiero saber si es posible tener relaciones de igualdad. Pido disculpas si no aclaré mi pregunta.
Tal vez alguien pueda ayudarlo, pero no creo que pueda hacer afirmaciones más precisas que estas, excepto si se restringe a situaciones especiales: el estado cq y la decoherencia están en el sistema c sobre la base de "c", o el sistema es producto, etc.
Después de pensar un rato, me di cuenta de que la respuesta a mi pregunta original era simplemente no porque matemáticamente lo que pedía era determinar los elementos diagonales de una matriz a partir de sus valores propios. Por lo tanto, elijo la respuesta de Ando ya que es probablemente lo mejor que podemos decir sobre mi pregunta.