此外,我们证明,当不存在合法的密度矩阵 ρ y 时,联合统计量 p ( x, y ) 是非经典的。这是因为一旦我们消除 p ( x, y ) 中的量子噪声,所获得的无噪声联合分布 P ( x, y ) 就会取负值。非经典是指无法用经典理论解释的属性。确切地说,揭示非经典特性的最有力和最标准的方式是通过缺乏互补可观测量的真正联合分布,就像量子光学中的 Glauber-Sudarshan P 分布的情况一样 [4]。通常,这以观察过程的形式出现,在经典物理学中会导致合法的联合概率分布,但在量子物理学中却无法提供它。这是我们将在本文中遵循的形式主义思想,已在参考文献 [14、15、16、17、18、19、20] 中提出并进行了广泛讨论。值得注意的是,我们的工作不是关于精确联合概率 P ( x, y ) 的定义或构造,而是关于通过实际方法获得噪声联合分布 p ( x, y ) 后的条件概率。精确联合分布 P ( x, y ) 只是作为非经典行为的证据。
量子信息主要从von Neumann熵和相关数量[1,2]来理解。由于典型的量子现象,例如纠缠等量子,量子信息度量(例如有条件的von Neumann熵和互助的von Neumann信息),即填充了良好的潜在概率分布。尽管如此,尽管它们有些神秘的概念上的基础,但这些数量已被证明可用于重新构架和阐明量子信息的各个方面。经典信息度量所满足的许多关系都反映出它们的量子类似物[1-3],有时非常明显,就像在强大的亚添加性的情况下一样[4]。在本文中,我们定义并研究了补充标准量的新形式的量子信息。我们方法中的关键成分是[5,6]中首先研究的有条件概率分布,该分布为所描述的信息类型提供了基础图片。特别是,我们能够在开放量子系统的上下文中提供信息流的描述,这些量子系统的动力学进化被线性,完全积极的,痕迹的(CPTP)映射良好,而没有任何明确吸引更大的Hilbert Space或辅助系统。我们表明,量子信息理论的某些标准结果从我们的角度自然而然地出现。第2节提供了一些有关经典和量子信息的相关背景。在第3节中,我们从量子条件概率方面定义了新的量子条件熵和量子相互信息的新形式,并且布里层描述了对这些数量的动态解释。在第4节中,我们使用上一节的结果来分析熵增长(在香农的意义上)的过程,并提供了von Neumann熵和量子数据处理的新证明。我们证明我们的量子数据处理不平等提供了自然的解释