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==3. | ==3. Instrumentos cuánticos== | ||
===3.1. | ===3.1. Algunas palabras sobre el formalismo cuántico=== | ||
Denotamos por <math display="inline">\mathcal{H}</math> un espacio complejo de Hilbert. Por simplicidad, asumimos que es de dimensión finita. Estados puros de un sistema <math>S</math>están dados por vectores normalizados de <math display="inline">\mathcal{H}</math> y estados mixtos por operadores de densidad (operadores semidefinidos positivos con traza unitaria). El espacio de los operadores de densidad se denota por <math>S</math> (<math display="inline">\mathcal{H}</math>). El espacio de todos los operadores lineales en <math display="inline">\mathcal{H}</math> se denota con el símbolo <math display="inline">\mathcal{L}(\mathcal{H})</math> . A su vez, este es un espacio lineal. Además, <math display="inline">\mathcal{L}(\mathcal{H})</math> es el espacio complejo de Hilbert con el producto escalar,<math display="inline"><A|B>=TrA^*B</math>. Consideramos operadores lineales actuando en <math display="inline">\mathcal{L}(\mathcal{H})</math>. Se llaman superoperadores. | |||
La dinámica del estado puro de un sistema cuántico aislado se describe mediante la ecuación de Schrödinger: | |||
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dónde <math display="inline">\hat{\mathcal{H}}</math> es el hamiltoniano del sistema. Esta ecuación implica que el estado puro <math>\psi(t)</math> evoluciona unitariamente <math>\psi(t)= \hat{U}(t)\psi_0</math>, donde <math>\hat{U}(t)=e^{-it\hat{\mathcal H}}</math> Es un grupo paramétrico de operadores unitarios. ,<math>\hat{U}(t):\mathcal{H}\rightarrow \mathcal{H}</math> . En física cuántica, hamiltoniano <math display="inline">\hat{\mathcal{H}}</math> está asociado con la energía observable. La misma interpretación se utiliza en biofísica cuántica (Arndt et al., 2009).<ref>Arndt M., Juffmann T., Vedral V. | |||
Quantum physics meets biology | Quantum physics meets biology | ||
HFSP J., 3 (6) (2009), pp. 386-400, 10.2976/1.3244985</ref> | HFSP J., 3 (6) (2009), pp. 386-400, 10.2976/1.3244985</ref> Sin embargo, en nuestro modelo cuántico que describe el procesamiento de información en biosistemas, el operador <math display="inline">\hat{\mathcal{H}}</math> no tiene acoplamiento directo con la energía física. Este es el generador de evolución que describe las interacciones de información. | ||
La dinámica de Schrödinger para un estado puro implica que la dinámica de un estado mixto (representado por un operador de densidad) se describe mediante la ecuación de von Neumann: | |||
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