Kvanttivaiheen

Kvanttivaihe viittaa tilan kompleksisen amplitudin vaiheeseen. Kvanttitila |ψ(t)⟩ voidaan kirjoittaa siten, että sen kehitys sisältää kokonaisvaiheen e^{iφ}. Globaalin vaiheen muutokset eivät vaikuta mitattaviin tuloksiin, mutta relaatiiviset vaiheet, jotka syntyvät kahden tai useamman tilan superposition kautta, vaikuttavat interferenssikuvioihin.

Relaatiivinen vaihe on se osa kokonaisvaiheesta, joka vaikuttaa mittauksiin. Dynaaminen vaihe φ_dyn = -(1/ħ) ∫ E(t) dt johtuu järjestelmän energian aikaisesta evoluutiosta. Geometrinen vaihe, kuten Berry-vaihe, syntyy, kun järjestelmä kiertää parametriavaruutta ja riippuu polun geometriasta. Aharonov–Anandan-vaihe yleistää geometrisen vaiheen ei-adiabatisiiniseen evoluutioon. Näiden vaiheiden summa määrittää tilan kokonaisvaiheen, jonka interferenssikuvioihin havaitaan.

Kvanttivaihe on keskeinen tekijä interferometisissa kokeissa, kuten Mach–Zehnder- tai Ramsey-tyyppisissä interferometreissä. Se on myös tärkeä periaate kvanttitietokoneissa ja muissa kvanttiyhteyksissä, joissa hallittu vaihe mahdollistaa tilojen erottamisen ja virheiden hallinnan.

Kvanttivaiheen siirtymä (quantum phase transition) kuvaa nollalämpötilassa tapahtuvaa tilan perustilan radikaalia muutosta hallitsevan parametrin ylittäessä kriittisen arvon. Tähän liittyy kriittiset pisteet ja universaalisuudet, jotka määrittävät skaalautumisen ja ominaisarvot. Esimerkkejä ovat erilaiset spin-verkko- ja vuorovaikutuskytkennät, joissa kvanttivaiheet muuttuvat systemaattisesti muuttaen ground-tilan rakennetta.

Kvanttivaiheisiin liittyy laaja tutkimusalue, joka yhdistää perusfysiikan ja sovellukset, kuten mittaustekniikan ja kvanttikoneiden kehityksen.