В чём отличие матрицы плотности от волновой функции?

Основное отличие матрицы плотности от волновой функции заключается в том, что они описывают разные состояния квантовой системы. 1

Волновая функция описывает чистое состояние изолированной квантовой системы. 12 Она даёт максимально полное знание о системе, отображает только чисто квантовые неопределённости наблюдаемых величин. 1 Волновая функция является решением уравнения Шрёдингера. 1

Матрица плотности описывает смешанное состояние квантовой системы, когда она взаимодействует с классическим прибором или средой. 1 Матрица плотности включает как квантовые неопределённости (амплитуды вероятностей), так и незнание того, в каком именно квантовом состоянии находится система (классические вероятности). 1

Таким образом, волновая функция подходит для описания идеального случая, когда система не взаимодействует с внешним окружением и её состояние определено с единичной вероятностью, а матрица плотности — для описания системы в смешанном состоянии, где полное описание часто оказывается невозможным. 2