Kvanttimittaukset

Kvanttimittaukset ovat prosessi, jossa kvanttisysteemiltä saadaan havainto, joka liittyy mitattavan observabilin ominaisarvoihin. Mittauksen tulos on yksi eigenarvo ja todennäköisyys noudattaa Bornin sääntöä: P(a_j) = |⟨a_j|ψ⟩|^2, missä |ψ⟩ on tila ennen mittausta.

Projektiivisessa mittauksessa, kun tulos on a_j, systeemin tila siirtyy tilaan |a_j⟩. Tämä tilan päivitys toteutuu tilan projektioina mittaustuloksen perusteella, ja tulokset ovat riippuvaisia mitattavasta perustasta.

Laajennuksena käytetään yleisiä mittauksia eli POVM:ia (positive operator-valued measure). Näissä mittaustulokset liitetään operatorisiin E_k, ja tilan päivitys riippuu mittaustuloksesta, mikä mahdollistaa epävarmemman ja joustavamman kuvauksen mittauksista.

Mittausongelma liittyy siihen, miten kvanttisuperpositio antaa yksittäisen klassisen tuloksen. Monissa tulkinnoissa decoherence selittää, miksi erilliset tilat näyttävät yksittäisiltä maailmankuvilta, mutta se ei ratkaise perusongelmaa kokonaan.

Sovelluksia ovat keskeiset kvanttitietokoneiden mittaukset, kvanttitomografia, kvantti-informaatio ja viestintä sekä perus- ja soveltuva tutkimus kvanttimekaniikan mittausperiaatteista.