纯态英文解释翻译、纯态的近义词、反义词、例句

英语翻译：

【化】 pure state

分词翻译：

纯的英语翻译：

pure; ******

态的英语翻译：

condition; form; state; voice
【化】 state

专业解析

在量子力学体系中，纯态（pure state）是指能够用单一态矢量描述的量子系统状态。其数学表达式为： $$ |psirangle = sum_{i} c_i |phi_irangle $$ 其中$|phi_irangle$构成正交基底，$c_i$为复数系数。这种状态与混合态（mixed state）形成核心区别，前者可通过希尔伯特空间的单位矢量完整描述，后者则需要密度矩阵表示。

材料科学领域中，纯态（pure phase）特指单一化学成分的物质存在形式，例如99.999%纯度的高纯硅晶体属于单质纯态。该定义强调物质在原子层级的结构均一性，不含有其他元素或晶格缺陷。

语言学角度分析，"纯态"对应的英文术语存在多义性：

量子物理领域固定使用"pure state"（牛津大学出版社《量子力学导论》）
化学工程领域常用"pure substance"（Springer材料科学术语库）
哲学领域在讨论本体论时采用"pure being"（斯坦福哲学百科全书）

该术语的跨学科特性要求使用者根据具体语境选择准确译法。普林斯顿大学量子信息研究中心的实验数据表明，在量子计算场景中，"纯态保持时间"（pure state coherence time）是衡量量子比特质量的关键指标。

网络扩展解释

在量子力学中，纯态（Pure State）是描述量子系统状态的核心概念之一，其含义和特性可归纳如下：

1.基本定义

2.数学表示

纯态可通过密度矩阵（Density Matrix）形式表达为： $$ rho = |psirangle langlepsi| $$ 其特点是密度矩阵的迹 ( text{Tr}(rho) = 1 )，且 ( text{Tr}(rho) = 1 )，这是纯态与混合态的关键区别。

3.物理意义

确定性：纯态包含系统的全部信息，测量时结果的概率分布完全确定（如对 ( |psirangle = alpha|0rangle + beta|1rangle ) 测量时，得到0态的概率为 ( |alpha| )）。
相干性：纯态允许量子叠加和干涉现象，例如双缝实验中光子的叠加态。

4.与混合态的区别

混合态表示系统以概率分布处于多个纯态的统计混合（如50%概率处于自旋向上，50%概率向下），需用密度矩阵 ( rho = sum_i p_i |psi_irangle langlepsi_i| ) 描述（( p_i )为概率），且此时 ( text{Tr}(rho) < 1 )。

5.应用与例子

量子计算中，量子比特的叠加态（如 ( |+rangle = frac{1}{sqrt{2}}(|0rangle + |1rangle) )）是典型的纯态。
实验上，未受环境干扰的孤立系统通常处于纯态；而与环境发生退相干后，系统会演化为混合态。

总结来说，纯态是量子系统最精确的描述形式，其数学和物理性质为量子力学的基础，而混合态则用于描述包含经典概率的不确定状态。