行列表示とは? わかりやすく解説

行列表示

出典: フリー百科事典『ウィキペディア(Wikipedia)』 (2024/10/27 14:43 UTC 版)

量子力学において、行列表示(ぎょうれつひょうじ)とは、演算子行列状態ベクトルを縦ベクトルとして計算する方法である。

実際に計算機を用いて計算を行う場合は、微積分などの演算子を使う形式よりも行列表示の方が扱いやすい。

演算子の行列要素

任意の完全正規直交系


行列表示

出典: フリー百科事典『ウィキペディア(Wikipedia)』 (2020/02/09 09:08 UTC 版)

生成消滅演算子」の記事における「行列表示」の解説

量子的な調和振動子状態ベクトル生成消滅演算子を行列表示すると、 a † = ( 0 0 0 … … 1 0 0 … … 0 2 0 … … 0 0 3 … … ⋮ ⋮ ⋮ 0 0 0 n 0 … ⋮ ⋮ ⋮ ⋮ ⋮ ) {\displaystyle a^{\dagger }=\left({\begin{array}{cccccc}0&0&0&\dots &\dots \\{\sqrt {1}}&0&0&\dots &\dots \\0&{\sqrt {2}}&0&\dots &\dots \\0&0&{\sqrt {3}}&\dots &\dots \\\vdots &\vdots &\vdots \\0&0&0&{\sqrt {n}}&0\dots \\\vdots &\vdots &\vdots &\vdots &\vdots \end{array}}\right)} a = ( 0 1 0 0 … 0 … 0 0 2 0 … 0 … 0 0 0 3 … 0 … 0 0 0 0 ⋱ ⋮ … ⋮ ⋮ ⋮ ⋮ ⋱ n … 0 0 0 0 … 0 ⋱ ⋮ ⋮ ⋮ ⋮ ⋮ ⋮ ⋱ ) {\displaystyle a={\begin{pmatrix}0&{\sqrt {1}}&0&0&\dots &0&\dots \\0&0&{\sqrt {2}}&0&\dots &0&\dots \\0&0&0&{\sqrt {3}}&\dots &0&\dots \\0&0&0&0&\ddots &\vdots &\dots \\\vdots &\vdots &\vdots &\vdots &\ddots &{\sqrt {n}}&\dots \\0&0&0&0&\dots &0&\ddots \\\vdots &\vdots &\vdots &\vdots &\vdots &\vdots &\ddots \end{pmatrix}}} それぞれの行列要素a i j † = ⟨ ψ i | a ^ † | ψ j ⟩ {\displaystyle a_{ij}^{\dagger }=\langle \psi _{i}|{\hat {a}}^{\dagger }|\psi _{j}\rangle } 、 a i j = ⟨ ψ i | a ^ | ψ j ⟩ {\displaystyle a_{ij}=\langle \psi _{i}|{\hat {a}}|\psi _{j}\rangle } である。

※この「行列表示」の解説は、「生成消滅演算子」の解説の一部です。
「行列表示」を含む「生成消滅演算子」の記事については、「生成消滅演算子」の概要を参照ください。

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