Что означает когерентная суперпозиция?

  1. Существует только одно когерентное состояние:

    | α ⟩ "=" е − | α | 2 2 ∑ н "=" 0 ∞ α н н ! | н ⟩

  2. Кроме того, чистое состояние не означает когерентное состояние.

Но что имеют в виду, когда говорят о когерентной суперпозиции основного и возбужденного состояний:

с | г ⟩ + г | е ⟩ .
Опираясь на сферу Блоха, она находится на поверхности, но так же и просто является суперпозицией. Но что имеется в виду и что это означает?

Я также вижу сообщение Phys.SE: 262052

Обратитесь к статье young.physics.ucsc.edu/150/coherent.pdf за примерами когерентных и некогерентных суперпозиций.

Ответы (2)

Слово «когерентный» употребляется в физике довольно небрежно. Ваше первое состояние представляет собой линейную комбинацию собственных векторов гармонического осциллятора, которая превращается в гауссову в представлениях импульса/положения. В более общем плане когерентное состояние — это просто состояние, в котором когерентности (недиагональные члены в матрице плотности) отличны от нуля, что означает, что состояние может переходить из одного стационарного состояния в другое.

Итак, когерентная суперпозиция очень похожа на когерентное состояние: суперпозиция называется когерентной, если есть наблюдаемая, которая, будучи применена к одному состоянию, может превратить его в другое, также присутствующее в суперпозиции. В качестве примера рассмотрим г -состояния электрона со спином вверх и вниз в эксперименте Штерна-Герлаха. Тогда имеется один спиновый оператор, а именно С Икс , который может превратить одно в другое. Это означает, что они образуют когерентную суперпозицию. В качестве контрпримера рассмотрим основное и первое возбужденные состояния гармонического осциллятора: оператор рождения может превратить первое во второе, но этот оператор не является наблюдаемой. Суперпозиция является некогерентной, что означает, что недиагональные элементы в матрице плотности не имеют отношения к рассматриваемой проблеме.

Спасибо. Но не могли бы вы объяснить мне последнюю фразу? Если я нахожусь в основном состоянии гармонического осциллятора, то он диагональен в базисе фоковского состояния, то же самое происходит и в первых возбужденных состояниях. Кроме того, я помню, что ⟨ а ^ ⟩ означают амплитуду излучения, хотя оно и не эрмитово.
Помните: я нахожусь в суперпозиции основного и первого возбужденного состояний. Если этот пример сбивает с толку, рассмотрим суперпозицию двух собственных состояний положения, принадлежащих двум частицам в разных крайних точках Вселенной. Вы не можете превратить одно в другое, поэтому суперпозиция не является когерентной.
О, пойми теперь. Могу ли я сказать, что суперпозиция основного и первого возбужденного состояний SHO некогерентна, потому что а может превратиться одно в другое, но тогда а нельзя повернуть обратно?
Не из-за этого. Это некогерентно, потому что нет наблюдаемого, которое могло бы превратить одно в другое. Операторы уничтожения и создания не наблюдаемы: вы не можете их измерить. Что вы можете сделать, так это построить продукты с ними, которые являются наблюдаемыми, но эти продукты не могут превращать основные состояния в возбужденные состояния, поскольку должно присутствовать одинаковое количество операторов уничтожения и создания, иначе результирующий оператор все еще не является эрмитовым.
Должен ли этот наблюдаемый оператор иметь возможность повернуть его вспять или быть унитарным?
Наблюдаемые эрмитовы. Оператор уничтожения — нет, поскольку его сопряженное транспонирование — это оператор создания.

У согласованности много лиц. См. Квантовая когерентность - каково ее определение?

Первое состояние относится к состоянию поля. Первоначально Глаубер разработал этот формализм для квантового описания лазерных полей. Позже он был принят в других областях.

Второе состояние относится к состоянию двухуровневой системы (в вашем случае). Вы также можете получить состояния суперпозиции с некогерентным светом, но это не очень полезно. Слово «когерентный» используется для описания состояний суперпозиции, которые вы создаете с помощью когерентных полей. Обычно вам не нужно квантовать поле, но вы все равно можете работать в так называемом «полуклассическом» приближении. Это означает, что у вас есть классическое поле и квантованная система. Это наиболее распространенная экспериментальная ситуация, с которой приходится сталкиваться. Область, связанная с этим, называется «когерентным управлением». Загляните в PL Knight или Н.В. Витанова, у них там куча бумаг.

Что означает когерентная суперпозиция?
СпросиСетьПолитика конфиденциальности1y, 2v