Entropy of a unitary operator on $L^2(\pmb{\mathbb{T}}^n)$

Cover Page

Cite item

Full Text

Open Access Open Access
Restricted Access Access granted
Restricted Access Subscription Access

Abstract

The concept of the $\mu$-norm of an operator, introduced in [28], is investigated. The focus is on operators on $L^2(\mathbb{T}^n)$, where $\mathbb{T}^n$ is the $n$-torus (the case when $n=1$ was previously considered in [29]). The main source of motivation for the study was the role of the $\mu$-norm as a key tool in constructing a quantum analogue ofmetric entropy, namely, the entropy of a unitary operator on $L^2(\mathcal X,\mu)$, where $(\mathcal X,\mu)$ is a probability space. The properties of the $\mu$-norm are presented and some ways to calculate it for various classes of operators on $L^2(\mathbb{T}^n)$ are described. The construction of entropy proposed in [28] is modified to make it subadditive andmonotone with respect to partitions of $\mathcal X$. Examples of the calculation of entropy are presented for some classes of operators on $L^2(\mathbb{T}^n)$.Bibliography: 29 titles.

About the authors

Kirill Aleksandrovich Afonin

Steklov Mathematical Institute of Russian Academy of Sciences

Dmitry Valerevich Treschev

Steklov Mathematical Institute of Russian Academy of Sciences

Email: treschev@mi-ras.ru
Doctor of physico-mathematical sciences, Professor

References

  1. L. Accardi, M. Ohya, N. Watanabe, “Note on quantum dynamical entropies”, Rep. Math. Phys., 38:3 (1996), 457–469
  2. L. Accardi, M. Ohya, N. Watanabe, “Dynamical entropy through quantum Markov chains”, Open Syst. Inf. Dyn., 4:1 (1997), 71–87
  3. R. Alicki, M. Fannes, Quantum dynamical systems, Oxford Univ. Press, Oxford, 2001, xiv+278 pp.
  4. C. Beck, D. Graudenz, “Symbolic dynamics of successive quantum-mechanical measurements”, Phys. Rev. A (3), 46:10 (1992), 6265–6276
  5. В. И. Богачев, Основы теории меры, т. 1, 2, НИЦ “Регулярная и хаотическая динамика”, М.–Ижевск, 2003, 544 с., 576 с.
  6. В. И. Богачев, О. Г. Смолянов, Действительный и функциональный анализ: университетский курс, НИЦ “Регулярная и хаотическая динамика”, М.–Ижевск, 2009, 724 с.
  7. J. Bourgain, L. Tzafriri, “On a problem of Kadison and Singer”, J. Reine Angew. Math., 1991:420 (1991), 1–43
  8. A. Connes, H. Narnhofer, W. Thirring, “Dynamical entropy of $C^*$ algebras and von Neumann algebras”, Comm. Math. Phys., 112:4 (1987), 691–719
  9. T. Downarowicz, B. Frej, “Measure-theoretic and topological entropy of operators on function spaces”, Ergodic Theory Dynam. Systems, 25:2 (2005), 455–481
  10. B. Frej, D. Huczek, “Doubly stochastic operators with zero entropy”, Ann. Funct. Anal., 10:1 (2019), 144–156
  11. Н. Данфорд, Дж. Т. Шварц, Линейные операторы. Общая теория, ИЛ, М., 1962, 895 с.
  12. R. Engelking, General topology, Transl. from the Polish, Sigma Ser. Pure Math., 6, 2nd ed., Hendermann Verlag, Berlin, 1989, viii+529 pp.
  13. E. Ghys, R. Langevin, P. Walczak, “Entropie mesuree et partitions de l'unite”, C. R. Acad. Sci. Paris Ser. I Math., 303:6 (1986), 251–254
  14. А. Я. Хелемский, Банаховы и полинормированные алгебры: общая теория, представления, гомологии, Наука, М., 1989, 465 с.
  15. Э. Хьюитт, К. А. Росс, Абстрактный гармонический анализ, т. I, Структура топологических групп. Теория интегрирования. Представления групп, Наука, М., 1975, 654 с.
  16. Б. С. Кашин, “О некоторых свойствах матриц ограниченных операторов из пространства $l_2^n$ в $l_2^m$”, Изв. АН АрмССР. Матем., 15:5 (1980), 379–394
  17. B. Kashin, L. Tzafriri, Some remarks on the restrictions of operators to coordinate subspaces, Preprint no. 12, Hebrew Univ. of Jerusalem, Jerusalem, 1993/94, 14 pp.
  18. B. Kashin, E. Kosov, I. Limonova, V. Temlyakov, Sampling discretization and related problems
  19. А. Б. Каток, Б. Хасселблат, Введение в современную теорию динамических систем, Факториал, М., 1999, 768 с.
  20. B. Kollar, M. Koniorczyk, “Entropy rate of message sources driven by quantum walks”, Phys. Rev. A, 89 (2014), 022338, 12 pp.
  21. I. I. Makarov, “Dynamical entropy for Markov operators”, J. Dynam. Control Systems, 6 (1), 1–11
  22. M. Ohya, “State change, complexity and fractal in quantum systems”, Quantum communications and measurement (Univ. of Nottingham, Nottingham, GB, 1994), Plenum Press, New York, 1995, 309–320
  23. M. Ohya, “Foundation of entropy, complexity and fractals in quantum systems”, Probability towards 2000 (New York, 1995), Lect. Notes Stat., 128, Springer, New York, 1998, 263–286
  24. P. Pechukas, “Kolmogorov entropy and “quantum chaos””, J. Phys. Chem., 86:12 (1982), 2239–2243
  25. А. Н. Ширяев, Вероятность–1, 4-е изд., МЦНМО, М., 2007, 552 с.
  26. M. D. Srinivas, “Quantum generalization of Kolmogorov entropy”, J. Math. Phys., 19:9 (1978), 1952–1961
  27. И. Стейн, Г. Вейс, Введение в гармонический анализ на евклидовых пространствах, Мир, М., 1974, 336 с.
  28. Д. В. Трещев, “$mu$-Норма оператора”, Труды МИАН, 310, Избранные вопросы математики и механики (2020), 280–308
  29. D. Treschev, “$mu$-norm and regularity”, J. Dynam. Differential Equations, 33:3 (2021), 1269–1295

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML

Copyright (c) 2022 Afonin K.A., Treschev D.V.

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».