¿Están todos los operadores de medición en un sistema de mecánica cuántica definidos por un espacio de Hilbert, de modo que todos los posibles estados posteriores a la medición sean ortogonales? Por ejemplo, medir un qubit en alguna base ortonormal . Los posibles estados de resultado después de la medición son y . Sé que el ejemplo que di arriba es una medida proyectiva, un caso especial de medida general . Entonces, ¿hay algún ejemplo en el que todos los posibles estados posteriores a la medición no sean ortogonales?
Sé si los operadores de medida son
(
denota un resultado posible), entonces si el resultado es
el estado posterior a la medición es
(
siendo el estado inicial del sistema) tal que
. Por lo tanto, puedo ver matemáticamente que el ejemplo que estoy buscando es posible, pero no puedo encontrar uno que tenga algún significado físico.
Sí. Las medidas no débiles corresponden a operadores hermitianos (o autoadjuntos). Los resultados son 1) un valor propio y 2) proyecta el vector de estado en el espacio propio correspondiente.
Las proyecciones sobre diferentes espacios propios producen vectores propios con valores propios diferentes, y los vectores propios de un operador simétrico con valores propios diferentes son ortogonales.
Entonces, para mediciones no débiles, los diferentes resultados son ortogonales. Siempre.