密度算符是什麼意思

在量子力學中，密度算符（density operator）是一個描述量子系統的統計狀態的數學對象。它是一個矩陣，通常用於描述一個開放系統的演化，或者用於描述一個量子系統的混合狀態。

對於一個純態的量子系統，其狀態可以用一個狀態向量來描述，這個狀態向量是希爾伯特空間中的一個單位向量。但是對於一個混合狀態或者一個更大的系統，我們可能需要使用密度算符來描述其狀態。

密度算符是一個正定矩陣，其 trace（跡）等於單位矩陣的 trace。對於一個由 n 個量子比特組成的系統，其密度算符是一個 2^n 乘以 2^n 的矩陣。

密度算符可以用來描述一個量子系統的溫度、純態、混合態等信息。在量子信息處理中，密度算符是一個非常重要的概念，它可以幫助我們更好地理解量子系統的行為。