Operátor Hilbert-Schmidt

Hilbert-Schmidtův operátor je omezený operátor na Hilbertově prostoru s konečnou Hilbert-Schmidtovou normou , tj. pro který existuje ortonormální báze v , takže

Pokud to platí v nějaké ortonormální bázi, pak to platí v jakékoli ortonormální bázi.

Hilbert-Schmidtův skalární součin

Nechť a být dva Hilbert-Schmidt operátory. Hilbert-Schmidtův skalární součin je definován jako

kde označuje stopu operátora. Norma vyvolaná takovým vnitřním produktem se nazývá Hilbert-Schmidtova norma :

Tato definice nezávisí na volbě ortonormálního základu a je podobná Frobeniově normě pro operátory v konečněrozměrném vektorovém prostoru.

Vlastnosti

Hilbert-Schmidtovy operátory tvoří oboustranný *-ideál v Banachově algebře omezených operátorů na . Hilbert-Schmidtovy operátory tvoří množinu uzavřenou v topologii indukované normou na , právě když je konečná. Tvoří také Hilbertův prostor. Lze ukázat, že je přirozeně izomorfní k tenzorovému součinu Hilbertových prostorů

kde  je prostor konjugovaný s .