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haoxins committed Jun 23, 2024
1 parent 2d276f4 commit 4ccb051
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Showing 4 changed files with 137 additions and 5 deletions.
130 changes: 130 additions & 0 deletions 2024/quantum-1-1.md
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Expand Up @@ -1931,8 +1931,138 @@ date: 2022-10-31

> `态矢量的模方保持为常数`. 证明, 详见 Page 239
> Page 243: [埃伦费斯特定理](https://en.wikipedia.org/wiki/Ehrenfest_theorem)
```
在大多数宏观体系可以满足的某些极限条件下,
从薛定谔方程可以得到经典力学方程.
```

> Page 246
### 保守体系的情况

```
如果一个物理体系的哈密顿函数不明显地依赖于时间, 我们就称该体系是保守的,
在经典力学中, 这种情况的最重要的后果就是 (对时间而言的) 能量守恒.
或者说体系的总能量是一个运动常量.
在这一节里, 我们将会看到, 在量子力学中情况也一样,
保守体系除了具备上一节所说的普遍性质外, 还具有一些特别重要的性质.
```

> Page 247: 知道
$$ \mid ψ (t_0) \rangle $$,
$$ \mid ψ (t) \rangle $$
的步骤.

- 处在
$$ H $$
的本征态中的体系的一切物理性质, 都不随时间而变; 由于这个原因, 我们称
$$ H $$
的本征态为定态.
- 同样有意义的是, 分析一下在量子力学中保守体系的能量守恒是怎样出现的.
- 假设在时刻
$$ t_0 $$.
我们测量这个体系的能量, 譬如得到的结果是
$$ E_k $$.
- 刚测量之后, 体系处于
$$ H $$
的属于本征值
$$ E_k $$
的一个本征态 (关于波包收缩的假定).
- 刚才我们看到,
$$ H $$
的本征态都是定态, 因此, 在第一次测量之后, 体系的态不再演变而总是保持在
$$ H $$
的属于本征值
$$ E_k $$
的本征态.
- 由此可以推知, 在以后的任一时刻
$$ t $$,
第二次测量体系的能量, 必将总是得到和第一次相同的结果
$$ E_k $$.

---

- 按定义, 运动常量是这样一个可观察量
$$ A $$,
它不明显地依赖于时间, 并且可以和
$$ H $$
对易:
- $$
\begin{cases}
\frac{\partial A}{\partial t} = 0 \\
[ A, H ] = 0
\end{cases}
$$
- 由此可见, 对于保守体系来说,
$$ H $$
本身就是一个运动常量.
- 现在我们来证明运动常量的一些重要性质.
- (i) 不论物理体系处于什么态
$$ \mid ψ(t) \rangle $$,
在这个态中
$$ A $$
的平均值不随时间而变 (`"运动常量"`的名称便由此而来).
- (ii) 为简单起见, 假设
$$ H $$
$$ A $$
的谱都是离散的; 指标
$$ τ $$
用来标记与
$$ H $$
$$ A $$
一起构成一个 `CSCO` 的那些观察算符的本征值.
- $$ \mid φ_{n, p, τ} \rangle $$
态既然是
$$ H $$
的本征态, 当然都是定态. 如果在初时刻, 体系处于
$$ \mid φ_{n, p, τ} \rangle $$
态, 那么它将一直处于这个态 (除一个总的相位因子以外).
- 但是态
$$ \mid φ_{n, p, τ} \rangle $$
也是
$$ A $$
的本征态, 当
$$ A $$
为运动常量时, 物理体系便有这样一些定态 (即态
$$ \mid φ_{n, p, τ} \rangle $$
), 在任何时刻
$$ t $$,
这些态都保持为
$$ A $$
的属于同一本征值 (
$$ a_p $$
) 的本征态.
由于这个原因, 我们称
$$ A $$
的本征值为好量子数.
- (iii) 在任意态
$$ \mid ψ (t) \rangle $$
中测量运动常量
$$ A $$,
得到本征值
$$ a_p $$
的概率是不随时间而变的.

- `第四海森伯不确定度关系式`和关于
$$ R $$
$$ P $$
的三个分量的那三个不确定度关系式显然不同.
事实上, 在第四海森伯不确定度关系式中, 只有能量才和
$$ R $$
$$ P $$
一样是物理量, 而
$$ t $$
则是一个参变量, 在量子力学中没有任何算符和它相联系.

> Page 254
## E 叠加原理和物理上的预言

### 概率幅与干涉效应
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2 changes: 1 addition & 1 deletion 2024/quantum-1-3.md
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@@ -1,5 +1,5 @@
---
title: 量子力学 科恩 第一卷 补充材料 (Part 4)
title: 量子力学 科恩 第一卷 补充材料 (Part 3)
description: 四十年来家国, 三千里地山河. 凤阁龙楼连霄汉, 玉树琼枝作烟萝, 几曾识干戈?
date: 2024-06-22
---
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6 changes: 5 additions & 1 deletion 2024/quantum-computation-1.md
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Expand Up @@ -208,8 +208,10 @@ RSA 的加密信息仍需要比当前量子计算机的规模扩大五个数量
> `计算基矢态`, 还不如直接译为: `基态`.
- [布洛赫球面](https://en.wikipedia.org/wiki/Bloch_sphere)
- [密度矩阵](https://en.wikipedia.org/wiki/Density_matrix)

> 布洛赫球面: 复系数线性叠加, 全局相位 (不可测量), 相对相位.
重点是下文的`纯态`, `混合态`, `密度矩阵`相关部分~

```
它是使得单个量子比特可视化的有效方法,
Expand Down Expand Up @@ -1932,7 +1934,9 @@ RSA 的加密信息仍需要比当前量子计算机的规模扩大五个数量
$$ \{ p_i, \mid {ψ}_i \rangle \} $$
所包含的自由度.

> __密度算子__, 属于第一部分 (本文) 重点之二 (`2/2`) !
> __密度算子__, 属于第一部分 (本文) 重点之二 (`2/2`)!
> Bloch vector
### 施密特分解与纯化

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4 changes: 1 addition & 3 deletions 2024/quantum-introduction-1.md
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Expand Up @@ -984,9 +984,7 @@ date: 2023-12-11

### 混合态和密度矩阵

- 但还有其他方法来阐述该理论, 一个特别有用的方法是从定义
[密度算符](https://en.wikipedia.org/wiki/Density_matrix)
开始,
- 但还有其他方法来阐述该理论, 一个特别有用的方法是从定义`密度算符`开始,
- $$ \hat{ρ} \equiv \mid Ψ \rangle \langle Ψ \mid $$.
- 它实际上是状态
$$ \mid Ψ \rangle $$
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