量子测量树(II):量子可观测量作为正交可测函数,密度矩阵作为正交概率测度
给定有限维希尔伯特空间ℂⁿ中的量子态,量子观测量(observable)的可能取值范围通常对应于相应厄米矩阵的离散特征谱。在此框架下,此类观测量可等价表述为:
1. 定义在布尔“正交代数”上的“正交可测”函数,该代数由构成ℂⁿ正交分解的特征空间生成;
2. “数值标记”的ℂⁿ正交分解,即分解中的每个子空间可通过附着的实数唯一标识(如同厄米矩阵特征空间通过特征值标识)。
进一步,ℂⁿ上的任意密度矩阵可视为定义在线性子空间上的贝叶斯先验“正交概率”测度,这些子空间构成其特征空间诱导的布尔正交代数。其中:
- 纯态对应退化的密度矩阵
- 混态对应正交纯态集合上的概率测度
对于任意量子观测量,测量结果的贝叶斯后验概率可通过扩展玻恩规则的常规迹公式求得。
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