純態

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。

基本介紹

• 中文名：純態
• 外文名：Pure state
• 定義：一個相同統計系綜所構成
• 學科：量子力學
• 領域：量子力學
• 相關術語：混態

定義

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可用狄拉克符號的右括向量表示：

或寫成密度矩陣表示型則為：

而混態的密度矩陣則為

就某種意義上來說，純態也可以說成是混態中的一項特例。只要將上式 其中一項設為1， 其他項皆為0，則純態式子就可從混態式子中迸現出來。

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。

舉例

為純態， 為混態。

；

。

量子脫散現象的過程中，與環境的互動作用會讓密度矩陣的非對角線元素(off-diagonal elements)隨時間衰減到0。也就是說在這個例子，隨著時間t逐漸增加，

原本純態

混態