純態
量子力學
在量子力學當中,純態由一個相同統計系綜(ensemble)所構成,而相對於純態的混態(mixed state)則可以分解兩個以上的系綜。在量子力學中有諸多表示型(formalism),一個量子態可由密度矩陣或稱密度算符表示,區分純態和混態的方法即可由此得之。純態S可用狄拉克符号的右括向量表示:
或寫成密度矩陣表示型則為:
给定的量子态对应不同的右矢(相差一个相位),,但对应唯一的密度矩阵,从这个角度说,密度矩阵表示更为经济[1]。由此推广,可以用密度矩阵表示定义更一般的态,
其中,是一组(不一定互相正交的)纯态,且并满足。注意数并不受希尔伯特空间维数的限制。
混态
对于密度矩阵表述的量子态,若其不能写作纯态的密度矩阵(其中且),则称作混态。
區分純態與混態
區分純態與混態的方法要利用到。表示對矩陣取對角線元素和(trace),將純態和混態做歸一化動作,使得之值皆會是1。
而兩者不同處在於:歸一化過的純態,而歸一化過的混態則,和不同,由此得以辨別出純態與混態。
參閱
- 密度矩阵
參考资料
- {S. VanEnk, "Mixed states and pure states," [Online Note]. University of Oregon. Available: https://pages.uoregon.edu/svanenk/solutions/Mixed_states.pdf (页面存档备份,存于) [Accessed: September 25, 2023]}
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