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北京石油化工学院2026年研究生招生接收调剂公告
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continuewave

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[交流] [求助]量子力学,纯态与混合态的问题。

二维空间P,其本征矢量可以写为U1, U2, 或者V1, V2。

有一混合态

B= {U1, p1
       U2, p2},p1, p2为处于状态U1, U2 的概率。

显然该混合态具备状态U1, U2 的特征。试问其是否具备本征矢量V1, V2 的特征的呢?

如果需要构造一个混合态,同时具备U1, U2, 和V1, V2 的特征,该如何做?谢谢!

[ Last edited by continuewave on 2008-8-8 at 11:03 ]
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ghost820521

铁杆木虫 (著名写手)

★ ★ ★
fenghbu(金币+3,VIP+0):thanks
1。什么叫某状态A对应一混合态?
你这里A是纯态,B是混态,他们之间怎么能有这种对应关系?

2。什么叫该混合态具备状态U1, U2 的特征?
下辈子一定要投胎做女人,然后嫁给一个像我这样的男人。
2楼2008-08-08 09:29:39
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continuewave

捐助贵宾 (小有名气)

引用回帖:
Originally posted by ghost820521 at 2008-8-8 09:29:
1。什么叫某状态A对应一混合态?
你这里A是纯态,B是混态,他们之间怎么能有这种对应关系?

我是举一个例子,来说两个纯态构成的混合态。


2。什么叫该混合态具备状态U1, U2 的特征?

两个纯态U1, U2 构成的混合态显然是具有这两个纯态(基矢)的特征的,见喀兴林p.193, 但该混合态是不是也具有构成这个空间的其他基矢的特征呢,例如V1, V2。注:U1, U2 与V1, V2 都分别是构成这个空间的基矢。

没有系统学过量子力学,所以可能问得问题不得要领!望指教!!

[ Last edited by continuewave on 2008-8-8 at 10:24 ]
3楼2008-08-08 10:22:30
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xuhuax

金虫 (小有名气)

1. 楼主所谓“具备状态U1, U2 的特征”我想应该是指以U1,U2为基矢A态和B态所得测量结果出现的概率相等。
2. 设U1=a1*V1+b1*V2,U2=a2*V1+b2*V2,则:
   A=( c1*a1+c2*a2 )*V1 + ( c1*b1+c2*b2 ) *V2
     B={ V1, |c1|^2*|a1|^2 + |c2|^2*|a2|^2
           V2,  |c1|^2*|b1|^2 + |c2|^2*|b2|^2 }

   然后联立方程组:
   |c1*a1+c2*a2|^2 = |c1|^2*|a1|^2 + |c2|^2*|a2|^2
    |c1*b1+c2*b2|^2 = |c1|^2*|b1|^2 + |c2|^2*|b2|^2

   只有满足上述方程组的选择都是满足楼主要求的。
4楼2008-08-08 10:33:22
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continuewave

捐助贵宾 (小有名气)

我的问题没有描述清楚,已经将上面会产生误解的地方删除了。

其实我的问题就是:一个二维hilbert空间,它的基矢可以写成U1, U2, 或者V1, V2。如果现在有这个空间的一个由U1, U2构成的混合态,该混合态显然同时具备U1,U2的特征。那么该混合态是否同时具备V1,V2的特征呢,应该不具备。

如果不具备,构造一个怎样的混合态,可以同时具备U1-U2 的特征和V1-V2的特征。
5楼2008-08-08 11:09:05
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ghost820521

铁杆木虫 (著名写手)

★ ★
fenghbu(金币+2,VIP+0):thanks
从lz的问题中看出楼主没系统学过量子力学,而且你的问题我仍然未完全看懂。

谈几点我的看法。

对混态,通常用密度矩阵\rho表示,考虑该密度矩阵的纯态分解
\rho=\sum_i P_i |\psi_i><\psi_i|;

这个分解形式并不是唯一的,我们还可以有
\rho=\sum_i P'_i |\psi'_i><\psi'_i|

这两种分解可以通过一个幺正变换联系起来,换句话说,一个密度矩阵,或者混态,有无限多中分解方式,他们之间可以通过幺正变换联系起来。 所以我认为对于给定的混态,我们不能说其具备某一分量的特征。
至于所说的p193的部分,在那里作者完全是为了说清楚混态和纯态的区别才这么用的。
下辈子一定要投胎做女人,然后嫁给一个像我这样的男人。
6楼2008-08-08 14:51:24
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continuewave

捐助贵宾 (小有名气)

谢谢各位大侠的指点,我已经想明白我的问题了。

[ Last edited by continuewave on 2008-8-8 at 15:56 ]
7楼2008-08-08 15:47:17
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ghost820521

铁杆木虫 (著名写手)

★ ★
fenghbu(金币+2,VIP+0):thanks
呵呵,你还是没看明白量子力学这套

“两个本征态的混合态确实只能具有这两个本征态的特征,不可能具有幺正变换之后的本征态的特征”
你这里的本征态就有问题,是谁的本征态。
其实这里所谓的幺正变换实质上是做了个表象变换,一个矩阵在不同的表象下可以写成不同的形式,这个没有任何问题。所以P_i就没有必要和本征态联系了。而且经过这个幺正变换能保证其仍为实数。而你的说法是把问题局限在矩阵的自身表象当中了。

我感觉量子力学是最麻烦的一门课,对这门课的学习一定要系统。
下辈子一定要投胎做女人,然后嫁给一个像我这样的男人。
8楼2008-08-08 15:59:02
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continuewave

捐助贵宾 (小有名气)

多谢指教,正在恶补中。
9楼2008-08-08 16:26:18
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mlcen

银虫 (正式写手)

★ ★ ★
fenghbu(金币+3,VIP+0):鼓励新虫 !
我来帮楼主说一下,揣摩楼主的意思,应该是说同一个混态,有两个表象,一个是U1, U2, 另一个是V1, V2。该混态可由U1, U2来表示,可不可以由V1, V2来表示?我的意见是,可以的,只要你找到U1, U2与V1, V2之间的幺正变换矩阵。当该混态用V1, V2表示时,前面的经典几率就不再是p1, p2,而是另外的几率。
10楼2008-08-08 17:40:07
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