測量與量子—經典邊界

投影測量

投影測量是教科書用來引入這一主題的那種乾淨、理想化的測量。你挑選一個可觀測量——比如能量或自旋方向——其可能的結果就是它的本徵值。當你測量時,狀態被「投影」到你所讀出的那個數值所對應的本徵態上,而每個數值的機率遵循玻恩定則。這個名字來自那一步數學操作:把狀態投影到其可能性空間中的某一特定方向上。

這種理想化測量的一個標誌是可重複性:如果你緊接著再次測量同一個可觀測量,必定會得到相同的答案,因為第一次測量已經讓系統穩穩地處在那個本徵態上了。正因如此,投影測量有時被稱作銳測量或強測量——它一舉提取出完整的答案,並使系統停留在一個確定的、與之對應的狀態上。

實驗室裡真實的測量通常比這幅乾淨的圖景要混亂得多。探測器並不完美,它們會以額外的方式擾動系統,而許多有用的測量是有意只提取部分資訊的。物理學家用來處理這些情形的完全一般的框架更為寬廣,但投影測量仍是理論簡單而精確的脊梁——是其餘一切據以對照的那個基本情形。

P(aₙ) = |⟨n|ψ⟩|², |ψ⟩ → |n⟩ after reading result aₙ

每個本徵值 aₙ 都有玻恩定則給出的機率;讀到它後,系統停留在對應的本徵態 |n⟩ 上。

可重複性只有在被測可觀測量於兩次測量之間守恆時才成立。如果狀態在其間發生了演化,或你測量的是一個不相容的可觀測量,第二次的結果就未必與第一次相同。

又稱
ideal measurementvon Neumann measurement理想测量馮諾依曼測量