Матрица плотности помогает в описании взаимодействия квантовых систем с окружением, в частности, при исследовании явления декогеренции. 1

Оно объясняет, почему система, взаимодействующая с окружающей средой, переходит из чистого состояния, проявляющего суперпозицию, в смешанное состояние, представляющее собой некогерентную комбинацию классических альтернатив. 2

Формализм описания открытых систем, взаимодействующих с окружающей средой, с помощью матрицы плотности полезен при исследовании явления декогеренции, когда состояние системы не может рассматриваться как чистое, а само явление приводит к распаду внедиагональных матричных элементов оператора плотности и, соответственно, к переходу системы в смешанное состояние. 1

Таким образом, матрицы плотности упрощают описание процесса и расчёт его последствий. 2