Trạng thái lượng tử

Phần của loạt bài
Cơ học lượng tử
${\displaystyle i\hbar {\frac {\partial }{\partial t}}|\psi (t)\rangle ={\hat {H}}|\psi (t)\rangle }$ Phương trình Schrödinger
Giới thiệu Từ vựng Lịch sử
Nền tảng Cơ học cổ điển Thuyết lượng tử cũ Ký hiệu bra-ket Toán tử Hamilton Giao thoa
Nội dung cơ bản Sự cố kết Sự tách sóng Bù Bậc năng lượng Rối Toán tử Hamilton Bất định Trạng thái cơ bản Giao thoa Đo lường Không định hướng Quan sát được Toán tử Lượng tử Thăng giáng lượng tử Bọt lượng tử Sự bay lên lượng tử Số lượng tử Tiếng ồn lượng tử Địa hạt lượng tử Trạng thái lượng tử Hệ thống lượng tử Viễn tải lượng tử Qubit Spin Chồng chập Đối xứng Phá vỡ tính đối xứng Trạng thái chân không Sự truyền sóng Hàm sóng Suy sụp hàm sóng Lưỡng tính sóng-hạt Sóng vật chất
Hiệu ứng Hiệu ứng Zeeman Hiệu ứng Stark Hiệu ứng Aharonov–Bohm Sự lượng tử hóa Landau Hiệu ứng Hall lượng tử Hiệu ứng Zeno lượng tử Xuyên hầm lượng tử Hiệu ứng quang điện Hiệu ứng Casimir
Thí nghiệm Afshar Bất đẳng thức Bell Davisson–Germer Khe Young Elitzur–Vaidman Franck–Hertz Bất đẳng thức Leggett–Garg Mach–Zehnder Popper Sự xóa bỏ lượng tử (delayed-choice) Con mèo của Schrödinger Tính tự diệt và bất diệt của lượng tử Stern–Gerlach Lựa chọn bị trì hoãn Wheeler Bạn của Wigner
Hàm số Phát biểu toán học Bức tranh Heisenberg Tương tác Ma trận Pha không gian Schrödinger Sum-over-histories (path-integral) Định lí Hellmann–Feynman
Phương trình Dirac Klein–Gordon Pauli Rydberg Schrödinger
Sự diễn giải Tổng quan Lịch sử nhất quán Copenhagen de Broglie–Bohm Ensemble Hidden-variable Nhiều thế giới Vật chất sụp đổ Bayesian Logic lượng tử Sự quan hệ Ngẫu nhiên Cân tương đối Transactional
Chủ đề chuyên sâu Quantum annealing Lượng tử hỗn loạn Máy tính lượng tử Ma trận mật độ Lý thuyết trường lượng tử Fractional quantum mechanics Hấp dẫn lượng tử Khoa học thông tin lượng tử Học tập máy lượng tử Thuyết xáo trộn (Cơ học lượng tử) Cơ học lượng tử tương đối tính Lý thuyết tán xạ Spontaneous parametric down-conversion Cơ học lượng tử thống kê
Nhà khoa học Aharonov Bell Blackett Bloch Bohm Bohr Born Bose de Broglie Candlin Compton Dirac Davisson Debye Ehrenfest Einstein Everett Fock Fermi Feynman Glauber Gutzwiller Heisenberg Hilbert Jordan Kramers Pauli Lamb Landau Laue Moseley Millikan Onnes Planck Rabi Raman Rydberg Schrödinger Sommerfeld von Neumann Weyl Wien Wigner Zeeman Zeilinger
x t s

Trong vật lý lượng tử, một trạng thái lượng tử là một đối tượng toán học diễn tả đầy đủ về một hệ lượng tử. Trạng thái lượng tử có thể được tạo nên bởi việc trộn lẫn các giá trị thống kê của các tham số, trạng thái được tạo nên bằng cách đó gọi là trạng thái hỗn hợp. Đối lập với trạng thái hỗn hợp là trạng thái thuần, trạng thái thuần không thể diễn tả bằng hỗn hợp của các thông số khác nhau. Trong trường hợp tổng quát, khi thực hiện một phép đo lên một trạng thái lượng tử, kết quả thường được biểu diễn bởi một sự phân bố xác suất, dạng toán học của phân bố này được xác định đầy đủ bởi trạng thái lượng tử và toán tử đặc trưng cho phép đo. Dù là vậy, không giống như cơ học cổ điển, dẫu cho có thực hiện phép đo lên một trạng thái thuần, thì kết quả đạt được cũng chỉ là các giá trị xác suất. Điều này là một khác biệt điển hình giữa vật lý cổ điển và vật lý lượng tử.

Một trạng thái lượng tử thuần thường được biểu diễn bởi một vector trong không gian Hilbert. Trong vật lý, dấu bra-ket thường được sử dụng để ký hiệu cho vector đó. Tổ hợp tuyến tính (chồng chất) các vector đó lại, có thể xảy ra hiện tượng giao thoa giữa các trạng thái. Khác với trạng thái thuần, trạng thái hỗn hợp thường được biểu diễn bởi các ma trận mật độ.

Trong toán học, các trạng thái lượng tử được xem như là các hàm tuyến tính định chuẩn dương trong một C*-đại số.

Tham khảo