Home

quantumsysteem

Een quantumsysteem is een fysisch systeem dat wordt beschreven volgens de principes van de quantummechanica en waarvan de toestand intrinsiek probabilistisch is. In tegenstelling tot klassieke systemen kan een quantumsysteem in superpositie verkeren en vertonen observables kwantisatie en verwevenheid met andere systemen. De mathematische beschrijving berust op een complexe Hilbert-ruimte, waarin de toestand van het systeem wordt weergegeven door een toestandvector (voor zuivere toestanden) of door een dichtheidsoperator (voor gemengde toestanden). Observables worden voorgesteld door Hermitische operatoren; de meetresultaten volgen de Born-regel en zijn probabilistisch.

De tijdsontwikkeling van een afgesloten quantumsysteem verloopt eenheidsgewijs volgens de Schrödinger-vergelijking met een Hamiltoniaan H. Een

Belangrijke kenmerken zijn superpositie, interferentie en verwevenheid tussen delen van een samengesteld systeem. Voorbeelden zijn het

Toepassingen van quantumsystemen bestrijken onder meer quantumcomputing, quantumcommunicatie en nauwkeurige metingen in quantummetrologie en spectroscopie. De

gemengd
systeem
evolueert
via
de
von
Neumann-vergelijking
of
via
master-equaties
wanneer
interacties
met
de
omgeving
in
beeld
komen.
Bij
een
meting
wordt
de
toestand
in
een
van
de
meetuitkomsten
gepostuleerd,
met
waarschijnlijkheid
gegeven
door
de
amplitude
of
de
statistische
reconstructie
van
de
dichtheidsoperator.
spin-1/2-systeem,
de
kwantumharmonische
oscillator
en
het
elektron
in
een
waterstofatoom.
Bij
samengestelde
systemen
kan
verwevenheid
optreden,
zónder
dat
de
delen
afzonderlijk
worden
beschreven.
studie
van
quantumsystemen
omvat
ook
fundamentele
vragen
over
de
interpretatie
van
de
meting
en
de
rol
van
decoherentie
bij
open
systemen.