Kvanttitilatyypit

Kvanttitilatyypit viittaa erilaisiin tapoihin, joilla kvanttisysteemi voi olla. Kvanttimekaniikassa systeemin tilaa kuvataan kvanttitilalla, joka on yleensä Hilbertin avaruuden vektori. Erilaisia tiloja voidaan luokitella niiden ominaisuuksien ja käyttäytymisen perusteella.

Yksi keskeinen tyyppi on puhtaan tilan käsite. Puhtaat tilat kuvaavat yksittäisiä, isoloituja kvanttisysteemejä täydellisesti. Ne voidaan esittää kvanttitilavektorina, joka sisältää kaiken mahdollisen informaation systeemin tilasta. Esimerkiksi hiukkasen spintilan voi olla puhdas tila.

Toinen tärkeä luokka ovat sekotetut tilat. Sekotetut tilat syntyvät, kun kyseessä on useampi kuin yksi kvanttisysteemi tai kun systeemi on vuorovaikutuksessa ympäristönsä kanssa, jolloin täydellinen kuvaus yksittäisestä tilasta ei ole mahdollista. Sekotettuja tiloja kuvataan tiheysmatriisilla, joka on tilavektorien todennäköisyysjakauma. Sekoitetut tilat edustavat klassista epävarmuutta tai kvanttitilojen keskinäistä kietoutumista.

Lisäksi kvanttitiloja voidaan luokitella niiden symmetrian perusteella. Fermionit noudattavat Paulin kieltosääntöä ja ovat antisymmetrisiä tiloja, kun taas bosonit voivat jakaa saman tilan symmetrisesti. Kietoutuneet tilat ovat erityinen sekotettujen tilojen tyyppi, jossa useamman hiukkasen tilat ovat toisistaan riippuvaisia, vaikka ne olisivat erillään. Nämä eri kvanttitilatyypit ovat perustavanlaatuisia kvanttifysiikan ilmiöiden ymmärtämisessä.