Keadaan kuantum

Dalam fisika kuantum, Keadaan kuantum adalah kondisi di mana sistem fisik ada, biasanya dijelaskan dengan fungsi gelombang atau sekumpulan bilangan kuantum. Keadaan kuantum berisi informasi statistik tentang sistem kuantum. Secara matematis ini diwakili oleh sebuah vektor – vektor keadaan. Keadaan kuantum hanya mewakili pengetahuan atau informasi tentang beberapa aspek realitas dan hanya ditentukan oleh vektor di ruang Hilbert. Sebuah keadaan pada dasarnya adalah probabilitas; dengan demikian ini tidak secara langsung menggambarkan besaran fisik seperti massa atau kepadatan muatan. Pilihan ruang Hilbert bergantung pada tujuannya, tetapi dalam teori informasi kuantum, paling sering adalah ℂn. Suatu keadaan dapat dicirikan oleh penugasan nilai harapan ke kuantitas fisik. Tugas ini harus linear. Artinya, jika satu besaran fisik merupakan kombinasi linier dari yang lain, nilai harapan yang sesuai berada dalam hubungan yang sama. Satu set lengkap nilai ekspektasi tersebut setara dengan spesifikasi probabilistik untuk hasil dari semua percobaan yang dapat dilakukan pada sistem. Dua besaran fisik dikatakan kompatibel jika ada satu besaran yang menghasilkan nilai untuk keduanya; ini terkait dengan operator yang bolak balik, yaitu operator AA dan BB sehingga AB= BAAB = BA. Keadaan murni, yaitu, penetapan nilai ekspektasi spesifik secara maksimal, dapat dipresentasikan dalam sejumlah cara yang ekuivalen secara fisik, misalnya dengan vektor di ruang Hilbert atau operator proyeksi ke subruang satu dimensi. Selain keadaan murni, seseorang juga dapat mempertimbangkan keadaan tidak murni, yang disebut campuran; ini diwakili oleh operator yang disebut operator kepadatan. Jika keadaan murni memberikan nilai pasti ke besaran fisik, vektor yang mewakili keadaan akan menjadi vektor eigan operator terkait. Hal ini menimbulkan apa yang disebut "hubungan eigenkeadaan-eigennilai", yaitu prinsip interpretatif, bahwa jika suatu sistem diberi vektor keadaan yang merupakan vektor eigen dari beberapa operator yang mewakili besaran fisik, maka besaran dinamis memiliki yang sesuai memiliki nilai yang sesuai, dan ini dianghap sebagai sifat dari sistem fisik.