## 数学代写|信息论作业代写information theory代考|EE381K

2023年3月30日

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## 数学代写|信息论作业代写information theory代考|Bounded linear functionals on ℍ

Recall that $\mathfrak{B}(\mathbb{H})$ and $\mathfrak{T}(\mathbb{H})$ represent, respectively, the space of bounded linear operators (under the operator norm $|\cdot|_{\infty}$ ) and the space of trace- class operators (under the trace norm $|\cdot|_1$ ) on the complex Hilbert space $\mathbb{H}$.
A bounded linear functional $\Upsilon: \mathfrak{B}(\mathbb{H}) \rightarrow \mathbb{C}$ is said to be real if
$$Y\left(\mathbf{a}^\right)=\overline{Y(\mathbf{a})}, \quad \forall \mathbf{a} \in \mathfrak{B}(\mathbb{H})$$ where $\overline{Y(\mathbf{a})}$ is the complex conjugate of $Y(\mathbf{a}) . Y$ is said to be positive if $$Y\left(\mathbf{b}^ \mathbf{b}\right) \geq 0, \quad \forall \mathbf{b} \in \mathfrak{B}(\mathbb{H})$$
and has mass 1 if $\Upsilon\left(\mathbf{I}{\mathbf{H}}\right)=1$, where $\mathbf{I}{\mathrm{H}} \in \mathfrak{B}(\mathbb{H})$ denotes the identity operator on $\mathbb{H}$, i. e., $I_H \phi=\phi$ for all $\phi \in \mathbb{H}$. A bounded linear functional $Y: \mathfrak{B}(\mathbb{H}) \rightarrow \mathbb{C}$ is said to be self-adjoint if $Y=Y^$, where $Y^$ denotes the adjoint of $Y$ as defined in Chapter 1 . It is known that every linear functional on $\mathfrak{B}(\mathbb{H})$ can be uniquely represented in the form $Y=Y_1+i Y_2(t=\sqrt{-1})$, where $Y_1, Y_2$ are real self-adjoint linear functionals. In fact, we may simply let $$Y_1=\frac{\Upsilon+Y^}{2} \text { and } Y_2=\frac{Y-\Upsilon^}{2 l} \text {. }$$
Note that if $\Upsilon$ is positive (denoted by $\Upsilon \geq 0$ ), it is automatically self-adjoint.

## 数学代写|信息论作业代写information theory代考|Quantum states

In the following, an important ingredient in quantum communication is a quantum state, which summarizes the status of a physical system $\mathbb{H}$ and permits the calculation of statistical quantities (such as probabilities, expectations, correlations) of observables. This section addresses the formulation of von Neumann’s postulate 2.

In the following, we assume that the $C^*$-algebra $\mathcal{A}=\mathfrak{B}(\mathbb{H})$. In this case, $\mathcal{A}=$ $\mathfrak{T}(\mathbb{H})$, where $\mathfrak{T}(\mathbb{H})$ denotes the Banach space of trace-class operators under the traceclass norm $|\cdot|_1$.

The mathematical definition of a quantum state of a quantum system $\mathbb{H}$ is given below.

Definition 2.4.1. A (quantum) state on a complex Hilbert space $\mathbb{H}$ is a positive (and hence self-adjoint) trace-class operator $\rho$ on $\mathbb{H}$ that has unit-trace, i. e., $\operatorname{tr}[\rho]=1$.
The set of quantum states on $\mathbb{H}$ will be denoted by $\mathcal{S}(\mathbb{H})$. That is,
$$\mathcal{S}(\mathbb{H})={\rho \in \mathcal{T}(\mathbb{H}) \mid \rho \geq 0, \operatorname{tr}[\rho]=1}$$
We have the following property (see Chang [23]) regarding the set of quantum states $\mathcal{S}(\mathbb{H})$
Proposition 2.4.2. Let $\mathbb{H}$ be a complex separable Hilbert space. Then:

The set of quantum states $\mathcal{S}(\mathrm{H})$ on $\mathbb{H}$ is a compact convex subset of the real vector space $\mathfrak{T}(\mathbb{H})$.

If $\phi \in \mathbb{H}$ is a unit vector (i.e., $|\phi|_{\mathrm{H}}=1$ ), then the one-dimensional projection (along the vector $\phi$ ),
$$\mathbf{P}\phi:=|\phi\rangle{\mathrm{H}}\langle\phi|: \mathbb{H} \rightarrow \mathbb{H},$$
is a quantum state.

# 信息论代写

## 数学代写|信息论作业代写information theory代考|Quantum states

$$\mathbf{P} \phi:=|\phi\rangle \mathbf{H}\langle\phi|: \mathbb{H} \rightarrow \mathbb{H},$$

## 有限元方法代写

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## MATLAB代写

MATLAB 是一种用于技术计算的高性能语言。它将计算、可视化和编程集成在一个易于使用的环境中，其中问题和解决方案以熟悉的数学符号表示。典型用途包括：数学和计算算法开发建模、仿真和原型制作数据分析、探索和可视化科学和工程图形应用程序开发，包括图形用户界面构建MATLAB 是一个交互式系统，其基本数据元素是一个不需要维度的数组。这使您可以解决许多技术计算问题，尤其是那些具有矩阵和向量公式的问题，而只需用 C 或 Fortran 等标量非交互式语言编写程序所需的时间的一小部分。MATLAB 名称代表矩阵实验室。MATLAB 最初的编写目的是提供对由 LINPACK 和 EISPACK 项目开发的矩阵软件的轻松访问，这两个项目共同代表了矩阵计算软件的最新技术。MATLAB 经过多年的发展，得到了许多用户的投入。在大学环境中，它是数学、工程和科学入门和高级课程的标准教学工具。在工业领域，MATLAB 是高效研究、开发和分析的首选工具。MATLAB 具有一系列称为工具箱的特定于应用程序的解决方案。对于大多数 MATLAB 用户来说非常重要，工具箱允许您学习应用专业技术。工具箱是 MATLAB 函数（M 文件）的综合集合，可扩展 MATLAB 环境以解决特定类别的问题。可用工具箱的领域包括信号处理、控制系统、神经网络、模糊逻辑、小波、仿真等。