族谱网 头条 人物百科

密度矩阵

2020-10-16
出处:族谱网
作者:阿族小谱
浏览:362
转发:0
评论:0
纯态与混合态假设一个量子系统的量子态是纯态,则这量子态可以用态矢量表示为|ψψ-->⟩⟩-->{displaystyle|psirangle}。几种纯态依照概率组成的量子态称为混合态

纯态与混合态

假设一个量子系统的量子态是纯态,则这量子态可以用态矢量表示为 | ψ ψ --> ⟩ ⟩ --> {\displaystyle |\psi \rangle } 。几种纯态依照概率组成的量子态称为混合态。例如,假设一个量子系统处于纯态 | ψ ψ --> 1 ⟩ ⟩ --> {\displaystyle |\psi _{1}\rangle } 、 | ψ ψ --> 2 ⟩ ⟩ --> {\displaystyle |\psi _{2}\rangle } 的概率都为50%,则这量子系统处于混合态。密度矩阵专门用来表示混合态。任何量子态,不管是纯态,还是混合态,都可以用密度矩阵表示。

混合态与叠加态的概念不同,几种纯态通过量子叠加所组成的叠加态仍旧是纯态。例如, ( | ψ ψ --> 1 ⟩ ⟩ --> + | ψ ψ --> 2 ⟩ ⟩ --> ) / 2 {\displaystyle (|\psi _{1}\rangle +|\psi _{2}\rangle )/{\sqrt {2}}} 是个纯态。

光子偏振案例

密度矩阵

平面偏振

密度矩阵

圆偏振

密度矩阵

椭圆偏振 平面偏振(紫色)光波的电场(蓝色)可以分解为两个相互垂直的分量(红色与绿色)。

光子的两种圆偏振态,右旋圆偏振态与左旋圆偏振态,分别以态矢量 | R ⟩ ⟩ --> {\displaystyle |R\rangle } 、 | L ⟩ ⟩ --> {\displaystyle |L\rangle } 标记。光子也可能处于叠加态,例如,垂直偏振态与水平偏振态分别为 ( | R ⟩ ⟩ --> + | L ⟩ ⟩ --> ) / 2 {\displaystyle (|R\rangle +|L\rangle )/{\sqrt {2}}} 、 ( | R ⟩ ⟩ --> − − --> | L ⟩ ⟩ --> ) / 2 {\displaystyle (|R\rangle -|L\rangle )/{\sqrt {2}}} 。更一般地,光子偏振所处于的叠加态可以表示为 α α --> | R ⟩ ⟩ --> + β β --> | L ⟩ ⟩ --> {\displaystyle \alpha |R\rangle +\beta |L\rangle } ;其中, α α --> {\displaystyle \alpha } 、 β β --> {\displaystyle \beta } 是系数。这一般式可以表示平面偏振态、圆偏振态、椭圆偏振态等等。

假若让处于叠加态 ( | R ⟩ ⟩ --> + | L ⟩ ⟩ --> ) / 2 {\displaystyle (|R\rangle +|L\rangle )/{\sqrt {2}}} 的光子通过左旋圆偏振器,则出射的光子处于左旋圆偏振态 | L ⟩ ⟩ --> {\displaystyle |L\rangle } ;假若通过右旋圆偏振器,则出射的光子处于右旋圆偏振态 | R ⟩ ⟩ --> {\displaystyle |R\rangle } 。强度这两种圆偏振模,光子强度都会减半,貌似意味着叠加态 ( | R ⟩ ⟩ --> + | L ⟩ ⟩ --> ) / 2 {\displaystyle (|R\rangle +|L\rangle )/{\sqrt {2}}} 的一半光子处于量子态 | R ⟩ ⟩ --> {\displaystyle |R\rangle } ,另一半处于量子态 | L ⟩ ⟩ --> {\displaystyle |L\rangle } ,但这种解释并不正确,处于量子态 | R ⟩ ⟩ --> {\displaystyle |R\rangle } 与 | L ⟩ ⟩ --> {\displaystyle |L\rangle } 的光子都有可能被垂直平面偏振器吸收,但是处于量子态 ( | R ⟩ ⟩ --> + | L ⟩ ⟩ --> ) / 2 {\displaystyle (|R\rangle +|L\rangle )/{\sqrt {2}}} 的光子不会被垂直平面偏振器吸收。

从白炽灯发射出的光子是一种非偏振态光子,不能用叠加态 α α --> | R ⟩ ⟩ --> + β β --> | L ⟩ ⟩ --> {\displaystyle \alpha |R\rangle +\beta |L\rangle } 来描述。特别而言,与平面偏振态光子不同,它通过任何偏振器后都会失去50%强度,与圆偏振态光子不同,使用波片(waveplate)不能直接将它改变为平面偏振态光子。非偏振态光子可以描述为,处于 | R ⟩ ⟩ --> {\displaystyle |R\rangle } 的概率是50%,处于 | L ⟩ ⟩ --> {\displaystyle |L\rangle } 的概率是50%。它也可以描述为,处于垂值偏振态的概率是50%,处于水平偏振态的概率是50%。

非偏振态光子的量子态不是纯态,而是由几种纯态依照统计概率组成。它可以由50%右旋圆偏振态与50%左旋圆偏振态组成,或者,它可以由50%垂直偏振态与50%水平偏振态组成。这两种组合无法做实验辨识区分,因此它们被视为同样的混合态。密度算符含有混合态的所有资料,足够计算任何关于混合态的可测量性质。

混合态到底源自何处?试想非偏振态光子是怎样制成的。一种方法是利用处于动力学平衡的系统,这系统拥有很多个微观态(microstate),伴随每一个微观态都有其发生的概率(玻尔兹曼因子),它们会因热力学涨落(thermal fluctuation)从一个微观态变换到另一个微观态。热力学随机性可以解释白炽灯怎样发射非偏振光子。另一种方法是引入不确定性于系统的制备程序,例如,将光束通过表面粗糙的双折射晶体,使得光束的不同部分获得不同偏振。第三种方法应用EPR机制,有些放射性衰变会发射两个光子朝着反方向移动离开,这纠缠系统的量子态为 ( | R , L ⟩ ⟩ --> + | L , R ⟩ ⟩ --> ) / 2 {\displaystyle (|R,L\rangle +|L,R\rangle )/{\sqrt {2}}} ,整个系统是处于纯态,但是每一个光子子系统的物理行为如同非偏振态光子,从分析光子子系统的约化密度算符,可以得到这结论。

一般而言,混合态时常会出现于几种纯态的统计性混合(例如热力学平衡)、制备程序的不确定性(例如光子可能移动于稍微不同路径)、包含在纠缠系统内的子系统(例如EPR机制)。

数学表述

纯态

假设一个量子系统的量子态是纯态,则这量子态可以用态矢量表示为 | ψ ψ --> ⟩ ⟩ --> {\displaystyle |\psi \rangle } ,对应的密度算符定义为

从密度算符的形式,可以推论密度算符是自伴算符:

假设,物理量 A {\displaystyle A} 是这量子系统的可观察量,其本征值为 a i {\displaystyle a_{i}} 的本征态 | a i ⟩ ⟩ --> , i = 1 , 2 , 3 , ⋯ ⋯ --> , n {\displaystyle |a_{i}\rangle ,\quad i=1,\ 2,\ 3,\ \cdots ,n} 形成一个规范正交基 { | a i ⟩ ⟩ --> } {\displaystyle \{|a_{i}\rangle \}} ,则对可观察量 A {\displaystyle A} 做测量得到 a i {\displaystyle a_{i}} 的概率 P ( a i ) {\displaystyle {\mathcal {P}}(a_{i})} 为

其中, Λ Λ --> ( a i ) = d e f | a i ⟩ ⟩ --> ⟨ ⟨ --> a i | {\displaystyle \Lambda (a_{i})\ {\stackrel {def}{=}}\ |a_{i}\rangle \langle a_{i}|} 是对应于本征态 | a i ⟩ ⟩ --> {\displaystyle |a_{i}\rangle } 的投影算符, tr ( ) {\displaystyle {\hbox{tr}}()} 是迹数。

做实验测量可观察量 A {\displaystyle A} 获得的期望值为

这种可观察量的期望值与迹数运算之间的关系称为迹定则(trace rule)。 对于不同的规范正交基,迹数是个不变量。采用任何规范正交基,都可以计算出同样迹数。 另外,概率公式与期望值公式对于密度算符都具有线性,这是很优良的性质,这意味着概率公式与期望值公式也适用于几个密度算符的线性组合。

由于 | ψ ψ --> ⟩ ⟩ --> {\displaystyle |\psi \rangle } 被归一化, 密度算符的迹数为1:

对于任意归一化量子态 ϕ ϕ --> {\displaystyle \phi } ,

所以,密度算符是非负算符(nonnegative operator)。

混合态

将先前纯态密度算符的定义式加以延伸,假设在一个量子系统处于纯态 | ψ ψ --> 1 ⟩ ⟩ --> {\displaystyle |\psi _{1}\rangle } 、 | ψ ψ --> 2 ⟩ ⟩ --> {\displaystyle |\psi _{2}\rangle } 、 | ψ ψ --> 3 ⟩ ⟩ --> {\displaystyle |\psi _{3}\rangle } 、……的概率分别为 w 1 {\displaystyle w_{1}} 、 w 2 {\displaystyle w_{2}} 、 w 3 {\displaystyle w_{3}} 、……,则这混合态量子系统的密度算符 ρ ρ --> {\displaystyle \rho } 为

每一个概率都是非负实值,所有概率的总和为1:

按照“无知诠释”,这种量子系统确定是处于某个纯态 ψ ψ --> i {\displaystyle \psi _{i}} ,但是无法知道到底是哪一个纯态。这种可以用无知诠释来论述的量子系统称为“真混合物”(proper mixture),否则,称为“瑕混合物”(improper mixture)。

回想在纯态段落里,概率公式与期望值公式对于密度算符都具有线性,这意味着对于混合态的密度算符,这些公式也都适用。加以延伸后的密度算符,也具有先前纯态的密度算符所拥有的性质:

密度算符是自伴算符: ρ ρ --> = ρ ρ --> † † --> {\displaystyle \rho =\rho ^{\dagger }} 。

密度算符的迹数为1: tr ( ρ ρ --> ) = 1 {\displaystyle {\hbox{tr}}(\rho )=1} 。

对可观察量 A {\displaystyle A} 做测量得到 a i {\displaystyle a_{i}} 的概率为 P ( a i ) = tr ( Λ Λ --> ( a i ) ρ ρ --> ) {\displaystyle {\mathcal {P}}(a_{i})={\hbox{tr}}(\Lambda (a_{i})\rho )} 。

做实验测量可观察量 A {\displaystyle A} 获得的期望值为 ⟨ ⟨ --> A ⟩ ⟩ --> = tr ( A ρ ρ --> ) {\displaystyle \langle A\rangle ={\hbox{tr}}(A\rho )} 。

密度算符是非负算符: 0 ≤ ≤ --> ⟨ ⟨ --> ϕ ϕ --> | ρ ρ --> | ϕ ϕ --> ⟩ ⟩ --> ≤ ≤ --> 1 {\displaystyle 0\leq \langle \phi |\rho |\phi \rangle \leq 1} 。

由于密度算符 ρ ρ --> {\displaystyle \rho } 是自伴算符,它具有谱表示

其中, | a i ⟩ ⟩ --> {\displaystyle |a_{i}\rangle } 是本征值为 a i {\displaystyle a_{i}} 的本征态,所有 | a i ⟩ ⟩ --> {\displaystyle |a_{i}\rangle } 形成一个规范正交基。

按照自伴算符的定义,每一个本征值 a i {\displaystyle a_{i}} 是它自己的共轭:

由于密度算符 ρ ρ --> {\displaystyle \rho } 是非负算符,每一个本征值 a i {\displaystyle a_{i}} 都是非负值。

由于密度算符 ρ ρ --> {\displaystyle \rho } 的迹数为1,

给定一个量子系统,其所有可能的密度算符组成一个凸集。假设 ρ ρ --> i , i = 1 , 2 , 3 , . . . , n {\displaystyle \rho _{i},\quad i=1,2,3,...,n} 属于这凸集,则 ρ ρ --> = ∑ ∑ --> i c i ρ ρ --> i {\displaystyle \rho =\sum _{i}c_{i}\rho _{i}} 也属于这凸集;其中, 0 ≤ ≤ --> c i ≤ ≤ --> 1 {\displaystyle 0\leq c_{i}\leq 1} 是系数, ∑ ∑ --> i c i = 1 {\displaystyle \sum _{i}c_{i}=1} 。

用密度算符辨认纯态与混合态

由于纯态的密度算符定义式为

所以纯态的密度算符具有特征

ρ ρ --> 2 = ρ ρ --> {\displaystyle \rho ^{2}=\rho } 。

tr ( ρ ρ --> 2 ) = tr ( ρ ρ --> ) = 1 {\displaystyle {\hbox{tr}}(\rho ^{2})={\hbox{tr}}(\rho )=1} 。

否则,非纯态的密度算符遵守关系式

另外,将纯态的密度矩阵 ϱ ϱ --> {\displaystyle \varrho } 对角化后,只能有一个对角元素等于1,其它对角元素都等于0,例如,一种形式为

量子态的 纯度 ( 英语 : purity (quantum mechanics) ) γ γ --> {\displaystyle \gamma } 定义为

纯态的纯度为1。处于N维希尔伯特空间、完全混合的混合态,其对角元素的数值为 1 / N {\displaystyle 1/N} 、非对角元素的数值为0,其纯度为 1 / N {\displaystyle 1/N} 。

冯诺伊曼熵是另一种描述量子态混合程度的量度。

连续性本征态基底

位置是一种连续性可观察量,具有连续性本征值谱,用这种可观察量的连续性本征态为基底,密度矩阵 ϱ ϱ --> {\displaystyle \varrho } 含有两个位置参数 x ′ {\displaystyle x"} 、 x ″ {\displaystyle x""} :

可观察量 A {\displaystyle A} 的期望值为

复合系统

假设密度算符为 ρ ρ --> {\displaystyle \rho } 的复合系统是由两个子系统 A {\displaystyle A} 、 B {\displaystyle B} 组成,这两个子系统的物理行为分别由其对应约化密度算符(reduced density operator) ρ ρ --> A {\displaystyle \rho _{A}} 、 ρ ρ --> B {\displaystyle \rho _{B}} 描述:

其中, tr B {\displaystyle {\hbox{tr}}_{B}} 、 tr A {\displaystyle {\hbox{tr}}_{A}} 分别是对于子系统 B {\displaystyle B} 、 A {\displaystyle A} 的偏迹数(partial trace)。

这复合系统的两个子系统之间没有任何关联(没有任何量子关联或经典关联),当且仅当 ρ ρ --> {\displaystyle \rho } 是 ρ ρ --> A {\displaystyle \rho _{A}} 与 ρ ρ --> B {\displaystyle \rho _{B}} 的张量积:

约化密度算符

约化密度算符的点子最先由保罗·狄拉克于1930年提出 。假设两个希尔伯特空间 H A {\displaystyle H_{A}} 、 H B {\displaystyle H_{B}} 的规范正交基分别为 { | a i ⟩ ⟩ --> A } {\displaystyle \{|a_{i}\rangle _{A}\}} 、 { | b j ⟩ ⟩ --> B } {\displaystyle \{|b_{j}\rangle _{B}\}} ,分别在这两个希尔伯特空间 H A {\displaystyle H_{A}} 、 H B {\displaystyle H_{B}} 的两个子系统 A {\displaystyle A} 、 B {\displaystyle B} 所组成的复合系统,其量子态为纯态 | ψ ψ --> ⟩ ⟩ --> {\displaystyle |\psi \rangle } ,其密度算符 ρ ρ --> {\displaystyle \rho } 为

取密度算符 ρ ρ --> {\displaystyle \rho } 对于子系统 B {\displaystyle B} 的偏迹数,可以得到子系统 A {\displaystyle A} 的约化密度算符 ρ ρ --> A {\displaystyle \rho _{A}} :

例如,纠缠态 | ψ ψ --> ⟩ ⟩ --> A B = ( | 0 ⟩ ⟩ --> A ⊗ ⊗ --> | 1 ⟩ ⟩ --> B − − --> | 1 ⟩ ⟩ --> A ⊗ ⊗ --> | 0 ⟩ ⟩ --> B ) / 2 {\displaystyle |\psi \rangle _{AB}=(|0\rangle _{A}\otimes |1\rangle _{B}-|1\rangle _{A}\otimes |0\rangle _{B})/{\sqrt {2}}} ,其子系统 A {\displaystyle A} 的约化密度算符 ρ ρ --> A {\displaystyle \rho _{A}} 为

如同预想,这公式演示出,子系统 A {\displaystyle A} 的约化密度算符 ρ ρ --> A {\displaystyle \rho _{A}} 为混合态。

范例

密度矩阵

设定施特恩-格拉赫实验仪器的磁场方向为z-轴,入射的银原子束可以被分裂成两道银原子束,每一道银原子束代表一种量子态,上旋 | ↑ ↑ --> ⟩ ⟩ --> {\displaystyle |\uparrow \rangle } 或下旋 | ↓ ↓ --> ⟩ ⟩ --> {\displaystyle |\downarrow \rangle } 。

如右图所示,使用z-轴方向的施特恩-格拉赫实验仪器,可以将入射的银原子束,依照自旋的z-分量 S z {\displaystyle S_{z}} 分裂成两道,一道的 S z {\displaystyle S_{z}} 为上旋,标记为 | z + ⟩ ⟩ --> {\displaystyle |z+\rangle } ,另一道的 S z {\displaystyle S_{z}} 为下旋,标记为 | z − − --> ⟩ ⟩ --> {\displaystyle |z-\rangle } 。

z-轴方向

态矢量: | z + ⟩ ⟩ --> = ( 1 0 ) {\displaystyle |z+\rangle ={\begin{pmatrix}1\\0\end{pmatrix}}} 。

态矢量: | z − − --> ⟩ ⟩ --> = ( 0 1 ) {\displaystyle |z-\rangle ={\begin{pmatrix}0\\1\end{pmatrix}}} 。

x-轴方向

态矢量: | x + ⟩ ⟩ --> = ( 1 2 1 2 ) {\displaystyle |x+\rangle ={\begin{pmatrix}{\frac {1}{\sqrt {2}}}\\{\frac {1}{\sqrt {2}}}\end{pmatrix}}} 。

态矢量: | x − − --> ⟩ ⟩ --> = ( 1 2 − − --> 1 2 ) {\displaystyle |x-\rangle ={\begin{pmatrix}{\frac {1}{\sqrt {2}}}\\-{\frac {1}{\sqrt {2}}}\end{pmatrix}}} 。

y-轴方向

态矢量: | y + ⟩ ⟩ --> = ( 1 2 i 2 ) {\displaystyle |y+\rangle ={\begin{pmatrix}{\frac {1}{\sqrt {2}}}\\{\frac {i}{\sqrt {2}}}\end{pmatrix}}} 。

态矢量: | y − − --> ⟩ ⟩ --> = ( 1 2 − − --> i 2 ) {\displaystyle |y-\rangle ={\begin{pmatrix}{\frac {1}{\sqrt {2}}}\\-{\frac {i}{\sqrt {2}}}\end{pmatrix}}} 。

完全随机粒子束

完全随机粒子束的量子态不是纯态,它可以由50% | z + ⟩ ⟩ --> {\displaystyle |z+\rangle } 纯态与50% | z − − --> ⟩ ⟩ --> {\displaystyle |z-\rangle } 纯态组成:

它也可以由50% | x + ⟩ ⟩ --> {\displaystyle |x+\rangle } 纯态与50% | x − − --> ⟩ ⟩ --> {\displaystyle |x-\rangle } 纯态组成:

另外,它还可以由50% | y + ⟩ ⟩ --> {\displaystyle |y+\rangle } 纯态与50% | y − − --> ⟩ ⟩ --> {\displaystyle |y-\rangle } 纯态组成,因此可见,不同的组合仍可得到同样的混合态。

一般而言,完全随机粒子束的 N × × --> N {\displaystyle N\times N} 密度矩阵 ϱ ϱ --> {\displaystyle \varrho } ,经过对角化之后,可以写为

冯诺伊曼方程

薛定谔方程描述纯态怎样随着时间流逝而演化,冯诺伊曼方程描述密度算符怎样随着时间流逝而演化。实际而言,这两种方程等价,因为它们彼此都可以推导出对方。假设,在时间 t 0 {\displaystyle t_{0}} ,量子系统的密度算符为

其中,量子系统在时间 t 0 {\displaystyle t_{0}} 处于纯态 | ψ ψ --> i ( t 0 ) ⟩ ⟩ --> {\displaystyle |\psi _{i}(t_{0})\rangle } 的概率是 w i {\displaystyle w_{i}}

假若不搅扰这量子系统,则概率 w i {\displaystyle w_{i}} 跟时间无关。在时间 t {\displaystyle t} ,纯态 | ψ ψ --> i ( t ) ⟩ ⟩ --> {\displaystyle |\psi _{i}(t)\rangle } 遵守含时薛定谔方程

其中, ℏ ℏ --> {\displaystyle \hbar } 是约化普朗克常数, H {\displaystyle H} 是哈密顿算符。

所以,冯诺伊曼方程表示为

其中,方括弧代表对易算符。

注意到只有当采用薛定谔绘景时(必须采用薛定谔绘景来计算密度算符)这方程才成立,虽然这方程看起来很像海森堡绘景的海森堡方程,唯一差别是关键的正负号:

其中, A ( H ) {\displaystyle A^{(H)}} 是某种采用海森堡绘景的算符。

在海森堡绘景里,密度算符与时间无关,正负号差别确使期望值 ⟨ ⟨ --> A ⟩ ⟩ --> {\displaystyle \langle A\rangle } 对于时间的导数会得到与薛定谔绘景相同的结果。

假若哈密顿算符不含时,则可从冯诺伊曼方程推导出

冯诺伊曼熵

密度矩阵

对于两体纯态系统,冯诺伊曼熵 σ σ --> {\displaystyle \sigma } (竖轴)与本征值 a i {\displaystyle a_{i}} (横轴)之间的关系曲线。

在量子统计力学(quantum statistical mechanics)里,冯诺伊曼熵(von Neumann entropy)是经典统计力学关于熵概念的延伸。对于密度矩阵为 ϱ ϱ --> {\displaystyle \varrho } 的混合态,冯诺伊曼熵定义为

这公式涉及到矩阵对数(logarithm of a matrix),似乎很难计算, 但密度算符 ρ ρ --> {\displaystyle \rho } 是自伴算符,具有谱表示

其中, | a i ⟩ ⟩ --> {\displaystyle |a_{i}\rangle } 是本征值为 a i {\displaystyle a_{i}} 的本征态,所有 | a i ⟩ ⟩ --> {\displaystyle |a_{i}\rangle } 形成一个规范正交基。

因此,可以将密度矩阵 ϱ ϱ --> {\displaystyle \varrho } 对角化,将冯诺伊曼熵更简单地以对角化后的密度矩阵 ϱ ϱ --> {\displaystyle \varrho } 定义为

冯诺伊曼熵 σ σ --> {\displaystyle \sigma } 又可以写为

从这形式,可以推论冯诺伊曼熵与经典信息论里的香农熵(Shannon entropy)相关。

在这里,可以视每一个本征值 a i {\displaystyle a_{i}} 为处于本征态 | a i ⟩ ⟩ --> {\displaystyle |a_{i}\rangle } 的概率。假若某事件的发生概率为零,则这事件不应贡献出丝毫冯诺伊曼熵。从数学而言,以下极限为零:

因此,可以采用约定

纯态的冯诺伊曼熵为零,因为其密度矩阵对角化之后,只有一个元素为1,其它均为0。即所有对角元素 a i {\displaystyle a_{i}} 必定满足 a i = 0 {\displaystyle a_{i}=0} 或 ln ⁡ ⁡ --> a i = 0 {\displaystyle \ln a_{i}=0} 。

完全随机混合态的 N × × --> N {\displaystyle N\times N} 密度矩阵,其冯诺伊曼熵 σ σ --> {\displaystyle \sigma } 为

假若,将冯诺伊曼熵视为量子系统失序现象的一种量度,则纯态拥有最小的冯诺伊曼熵 0 {\displaystyle 0} ,而完全随机混合态拥有最大的冯诺伊曼熵 ln ⁡ ⁡ --> N {\displaystyle \ln N} 。

每一次做投影测量,冯诺伊曼熵都会增加,永远不会减少,但是,对于广义测量(generalized measurement),冯诺伊曼熵可能会减少。 混合态的冯诺伊曼熵永远不小于零。因此,纯态可以通过投影测量改变为混合态,但是,非纯态的混合态永远无法通过投影测量改变为纯态。投影测量这动作促成了一种基本不可逆性的对于密度算符的改变,如同波函数坍缩。实际而言,相当反直觉地,投影测量这动作抹除了复合系统的量子相干性。更详尽内容,请参阅条目量子退相干。

一个量子系统的子系统可以从混合态改变为纯态,但是所附出的代价是其它部分的冯诺伊曼熵会增加,就好似将一个物体放进冰箱来降低其熵,冰箱热交换器外的空气会变暖,而所增加的熵会比物体所减少的熵更多。更详尽内容,请参阅条目热力学第二定律。

参阅

玻恩法则(Born rule)

葛利生定理(Gleason"s theorem)

密度泛函理论


免责声明:以上内容版权归原作者所有,如有侵犯您的原创版权请告知,我们将尽快删除相关内容。感谢每一位辛勤著写的作者,感谢每一位的分享。

——— 没有了 ———
编辑:阿族小谱

相关资料

展开
发表评论
写好了,提交
{{item.label}}
{{commentTotal}}条评论
{{item.userName}}
发布时间:{{item.time}}
{{item.content}}
回复
举报
点击加载更多
打赏作者
“感谢您的打赏,我会更努力的创作”
— 请选择您要打赏的金额 —
{{item.label}}
{{item.label}}
打赏成功!
“感谢您的打赏,我会更努力的创作”
返回

更多文章

更多精彩文章
打赏
私信

推荐阅读

· 密度
定义密度是单位体积的物质具有的质量,即式中,m{\displaystylem}为物体的质量,V{\displaystyleV}为体积。对于质量分布均匀的物质,密度公式可简化为初等数学形式另外,密度还有一个定义,即:质量与体积的"比值"。公式的变形——质量方程根据密度的定义式经变形,可以得到上面的公式通常被称作质量方程。可以利用上式,并结合一些几何关系,从而求出自然界中任一物体的质量。该式适用于自然界中的任何物体或物质,且不受物质状态的影响。质量方程已经在凝聚态物理学、固体物理学、连续介质力学、流体力学等众多物理学分支的定量分析当中得到了广泛的应用。单位国际单位制中密度的单位是kg/m3,其它常用的单位有g/cm3,以及工程中常用的t/m3。特性密度反映了物质本身的一种特性,它因此可以受到外界因素的影响。一般来讲,影响物质密度的主要物理量为压强和温度。气体密度受压强和温度...
· 谱密度
解释在物理学中,信号通常是波的形式,例如电磁波、随机振动或者声波。当波的频谱密度乘以一个适当的系数后将得到每单位频率波携带的功率,这被称为信号的功率谱密度(powerspectraldensity,PSD)或者谱功率分布(spectralpowerdistribution,SPD)。功率谱密度的单位通常用每赫兹的瓦特数(W/Hz)表示,或者使用波长而不是频率,即每纳米的瓦特数(W/nm)来表示。尽管并非一定要为信号或者它的变量赋予一定的物理量纲,下面的讨论中假设信号在时域内变化。定义能量谱密度能量谱密度描述的是信号或者时间序列的能量如何随频率分布。这里,能量这个术语是用作信号处理中的推广含义;也就是说,信号x(t){\displaystylex(t)}的能量E{\displaystyleE}为能量谱密度对总能量有限的瞬变信号(也就是类似于脉冲信号的)最为适用。在这种情况下,帕塞瓦尔定理给出...
· 能量密度
能量密度表此表给出了完整系统的能量密度,包含了一切必要的外部条件,如氧化剂和热源。参见能量密度扩展列表(英语:EnergydensityExtendedReferenceTable)外部链接密度数据^"AircraftFuels."Energy,TechnologyandtheEnvironmentEd.AttilioBisio.Vol.1.NewYork:JohnWileyandSons,Inc.,1995.257–259"FuelsoftheFutureforCarsandTrucks"-Dr.JamesJ.Eberhardt-EnergyEfficiencyandRenewableEnergy,U.S.DepartmentofEnergy-2002DieselEngineEmissionsReduction(DEER)WorkshopSanDiego,California-Augus...
· 密度流
来源〈地理〉三民出版:第五章水文P.156参见温盐环流
· 矩阵
发展作为解决线性方程的工具,矩阵也有不短的历史。成书最迟在东汉前期的《九章算术》中,已经出现过以矩阵形式表示线性方程组系数以解方程的图例,可算作是矩阵的雏形。矩阵正式作为数学中的研究对象出现,则是在行列式的研究发展起来后。逻辑上,矩阵的概念先于行列式,但在实际的历史上则恰好相反。日本数学家关孝和(1683年)与微积分的发现者之一戈特弗里德·威廉·莱布尼茨(1693年)近乎同时地独立建立了行列式论。其后行列式作为解线性方程组的工具逐步发展。1750年,加布里尔·克拉默发现了克莱姆法则。阿瑟·凯莱被认为是矩阵论的奠基人进入十九世纪后,行列式的研究进一步发展,矩阵的概念也应运而生。奥古斯丁·路易·柯西是最早将行列式排成方阵并将其元素用双重下标表示的数学家。他还在1829年就在行列式的框架中证明了实对称矩阵特征根为实数的结论。其后,詹姆斯·约瑟夫·西尔维斯特注意到,在作为行列式的计算形式以外,将数...

关于我们

关注族谱网 微信公众号,每日及时查看相关推荐,订阅互动等。

APP下载

下载族谱APP 微信公众号,每日及时查看
扫一扫添加客服微信