量子系统处于由几个纠缠在一起的子系统所组成的纯态，则虽然整个系统处于纯态，每一个子系统仍旧可能处于混合态。在量子退相干理论里，密度算符是重要理论工具。密度算符是一种线性算符，是自伴算符、非负算符（）、迹数为1的算符。关于密度算符的数学形式论是由约翰·冯·诺伊曼与列夫·郎道各自独立于1927年给出。
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向量表示为 formula_20 。几种纯态依照机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 formu