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张量是一个多维数组,一阶张量即向量,二阶张量即矩阵,三阶以上被称为高阶张量。高阶张量在量子纠缠、信号处理、化学计量等领域有着非常广泛的应用。在2005年高阶张量的特征值概念被提出之后,张量的理论及应用得到了迅速发展。 量子纠缠是量子信息领域中的重要资源,如何去判定及度量量子纠缠是量子信息领域中的一项基础性的工作。量子纠缠的几何测度是重要的纠缠度量之一。随着复张量的U-特征值和US-特征值概念的提出,量子纠缠几何测度与张量特征值问题产生了联系。本文通过复对称张量的US-特征值对纯态量子纠缠的几何测度进行了研究。主要工作包括: 1.基于Wirtinger微分理论,研究了复变量实值函数,证明了等式约束复变量实值函数优化问题的一阶必要条件(KKT条件),并验证了US-特征值对应的US-特征向量是一类带有单位复球面约束的复变量实值函数优化问题的KKT点,构造了求解量子纠缠几何测度的数学模型。 2.梳理和完善了纠缠特征值和US-特征值之间的对应关系。主要结论有:(1).若一个向量z是给定复对称张量S的最大US-特征值对应的US-特征向量,则zm是纠缠特征值对应的可分态,反之则不然;(2).若z是纠缠特征值问题的KKT点,|S?zm|=λ,则±λ是S的US-特征值;(3).若z是S的US-特征向量,则z是纠缠特征值问题的KKT点,反之则不然。 3.在得到US-特征值和纠缠特征值的对应关系之后,可以通过求解最大US-特征值问题得到纯态量子纠缠的几何测度和最近的可分态。将求复对称张量的最大US-特征值问题转化成一个实多项式的优化问题,进一步将该问题构造成Jacobian半正定松弛的形式并进行求解,给出了在最大US-特征值只有有限多个US-特征向量的条件下的收敛的充分必要条件。将数值实验的结果与纠缠几何测度进行检验,可知该方法的有效性。