magnitud

entropía de Rényi

Una familia de medidas de entropía que generaliza la entropía de von Neumann, parametrizada por un orden positivo α.
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Descripción

La entropía de Rényi es una familia de medidas de teoría de la información que generalizan la entropía de von Neumann, parametrizada por un orden real positivo α. Para α cercano a 1, se reduce a la entropía estándar de Shannon o de von Neumann, mientras que otros valores de α enfatizan diferentes aspectos de una distribución de probabilidad, como eventos raros o comunes. En física, cuantifica el entrelazamiento y la complejidad en sistemas cuánticos, desde cadenas de espín hasta agujeros negros.

Historia

Introducida por Alfréd Rényi en 1961 como una generalización de la entropía de Shannon. Su aplicación a sistemas cuánticos creció en la década de 2000 con los avances en la teoría del entrelazamiento.

Cómo funciona

Para un estado cuántico con matriz de densidad ρ, la entropía de Rényi se define como S_α(ρ) = (1/(1-α)) log Tr(ρ^α). Al variar α, se puede sondear el espectro de autovalores de ρ: valores bajos de α resaltan probabilidades mayores, mientras que valores altos destacan las menores. En sistemas de muchos cuerpos, la escala de la entropía de Rényi con el tamaño del subsistema revela propiedades universales como la carga central en teorías de campos conformes.

En la práctica

Se utiliza para medir la complejidad de flujos turbulentos y para detectar orden oculto en transiciones de fase, como en el artículo 'Caos danzante: cómo medir la complejidad de la turbulencia'.

Dato curioso

En teoría cuántica de campos, la entropía de Rényi para α=2 suele ser más fácil de calcular que la entropía de von Neumann, y puede medirse en experimentos mediante 'espectroscopía de entrelazamiento'.

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