koherenssifunktioihin

Koherenssifunktiot ovat matemaattisia työkaluja, joita käytetään kvanttimekaniikassa ja tilastollisessa fysiikassa kuvaamaan systeemin kvanttitilojen spatiaalista tai ajallista korrelaatiota. Ne antavat kvantitatiivisen mittarin sille, kuinka todennäköistä on löytää hiukkanen yhdestä paikasta tai ajankohdasta, kun se on jo havaittu toisesta paikasta tai ajankohdasta. Koherenssifunktio on yleensä riippuvainen näiden kahden pisteen välisestä etäisyydestä tai aikavälillä.

Yksinkertaisimmillaan koherenssifunktio voi kuvata esimerkiksi hiukkasen aaltofunktion amplitudien korrelaatiota eri paikoissa. Kun koherenssi on korkea, eri paikoissa olevat aallon osat ovat "synkronissa" ja voivat interferoida vahvasti. Matala koherenssi puolestaan tarkoittaa, että aallon eri osat ovat epäkorreloituneita ja interferenssi on heikkoa tai olematonta. Koherenssifunktio voi olla kompleksiarvoinen, ja sen itseisarvo kuvaa korrelaation vahvuutta ja sen vaihekuvaaja korrelaation luonnetta.

Tilastollisessa fysiikassa koherenssifunktioita käytetään esimerkiksi kuvaamaan aineen tai säteilyn spatiaalista ja ajallista rakennetta. Ne ovat tärkeitä monissa ilmiöissä, kuten optisessa koherenssissa, missä ne määrittävät valon kyvyn interferoida. Kvanttitietokoneiden suunnittelussa koherenssin säilyminen on keskeistä kvanttibittien eli kubittien toiminnan kannalta, sillä koherenssin häviäminen johtaa dekoherenssiin ja kvantti-informaation menetykseen.