Sistema quântico de dois estados

Na mecânica quântica, um sistema de dois estados (também conhecido como sistema de dois níveis) é um sistema quântico que pode existir em qualquer superposição quântica de dois estados quânticos independentes (fisicamente distinguíveis). O espaço de Hilbert descrevendo tal sistema é bidimensional. Portanto, uma base completa que liga o espaço consistirá em dois estados independentes. Qualquer sistema de dois estados também pode ser visto como um qubit.

O estado de um sistema quântico de dois estados pode ser descrito por um espaço bidimensional complexo de Hilbert. Isso significa que cada vetor de estado ${\displaystyle \vert \psi \rangle }$ é representado por duas coordenadas complexas:

${\displaystyle |\psi \rangle ={\begin{pmatrix}c_{1}\\c_{2}\end{pmatrix}}=c_{1}{\begin{pmatrix}1\\0\end{pmatrix}}+c_{2}{\begin{pmatrix}0\\1\end{pmatrix}};}$ onde, ${\displaystyle c_{1}}$ and ${\displaystyle c_{2}}$ são as coordenadas.^[1]

Se os vetores são normalizados, ${\displaystyle c_{1}}$ e ${\displaystyle c_{2}}$ são relacionados por ${\displaystyle {|c_{1}|}^{2}+{|c_{2}|}^{2}=1}$. Os vetores base são representados como ${\displaystyle |0\rangle ={\begin{pmatrix}1\\0\end{pmatrix}}}$ e ${\displaystyle |1\rangle ={\begin{pmatrix}0\\1\end{pmatrix}}}$ Todas as grandezas físicas observáveis associadas a este sistema são matrizes Hermitianas 2 ${\displaystyle \times }$ 2 . O Hamiltoniano do sistema é também uma matriz Hermitiana 2 ${\displaystyle \times }$ 2.

Referências

1. ↑ Griffiths, David (2005). Introduction to Quantum Mechanics 2nd ed. [S.l.: s.n.] p. 353 

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