Kvantebeskrivelse

Kvantebeskrivelse er betegnelsen på hvordan vi beskriver fysiske systemer ved hjelp av kvantemekanikk. Tilstander fremstilles som vektorer i et Hilbertrum (ofte som bølgefunksjoner) eller som blandede tilstander beskrevet av densitetsmatriser. Observabler tilordnes hermitiske operatorer, og utfallene er probabilistiske.

Tidsutviklingen i et lukket system følger Schrödinger-ligningen, og sannsynligheten for måleresultater fastsettes av Born-regelen. Nøkkelbegreper inkluderer superposisjon, interferens og sammenfiltring. Usikkerhetsprinsippet viser at visse egenskaper ikke kan kjennes samtidig med full presisjon, og kvantemekanikk gir sannsynligheter i stedet for sikre utfall.

Representasjoner kan brukes i posisjonsrom eller momentumsrom; moduluskvadratet av bølgefunksjonen gir sannsynlighetstettheten for ulike resultater. Ved blandede tilstander benyttes densitetsmatriser, spesielt for åpne systemer som er påvirket av omgivelsene.

Flere formalismer og tolkninger finnes, blant annet Schrödinger-/Dirac-formalisme og path-integral-tilnærminger. Ulike tolkninger (for eksempel København-skolen og Many-Worlds) forsøker å gi intuition til måleprosesser og virkningene av måling på tilstanden.

Kvantebeskrivelsen ligger til grunn for kjemi, materialvitenskap, kvanteinformasjon og kvanteoptikk, og forklarer fenomener som atomstruktur, spektrallinjer, tunneling og sammenfiltring. Den bærer også oppdraget om å forklare hvordan klassisk atferd oppstår gjennom dekoherens og i grensen mot store systemer.