Основные принципы описания состояния квантовой системы включают в себя следующие ключевые аспекты:

Гармонические состояния: Квантовое состояние системы описывается вектором состояния (или волновой функцией) в гильбертовом пространстве. Этот вектор может быть записан в виде линейной комбинации базисных состояний.

Принцип суперпозиции: Квантовые состояния могут находиться в суперпозиции. Это означает, что если φ₁ и φ₂ — два допустимых состояния, то и их линейная комбинация c₁φ₁ + c₂φ₂ (где c₁ и c₂ — комплексные числа) также является допустимым состоянием.

Измерение и коллапс волновой функции: При измерении квантовой системы состояние коллапсирует в одно из возможных собственных состояний оператора, соответствующего измеряемой величине. Вероятность получения определенного результата измерения определяется квадратом модуля амплитуды соответствующего состояния.

Квантовая запутанность: Состояния нескольких квантовых частиц могут быть запутанными, что означает, что состояние одной частицы не может быть полностью описано независимо от состояния другой, даже если они находятся на большом расстоянии друг от друга.

Операторы и наблюдаемые: Физические величины в квантовой механике представлены операторами, действующими на вектора состояния. Каждая наблюдаемая величина соответствует определенному оператору, и спектр этого оператора определяет возможные результаты измерений.

Принцип неопределенности: Некоторые пары наблюдаемых (например, положение и импульс) не могут быть определены с произвольной точностью одновременно. Это выражается в принципе неопределенности Гейзенберга, который устанавливает ограничение на точность, с которой могут быть известны значения связанных наблюдаемых.

Эти принципы лежат в основе квантовой механики и помогают понять концепции, такие как волновая функция, вероятностная природа измерений и взаимосвязь между частицами.