几何:二维平面上的两面镜子(矩阵推导)

1. S_f:|g⟩ ↦ −|g⟩、|b⟩ ↦ |b⟩ → 矩阵 diag(−1, +1)(关于 |b⟩ 轴的反射)

2. S_ψ = I−2|ψ⟩⟨ψ|:S_ψ|g⟩ = (1−2a)|g⟩ − 2√(a(1−a))|b⟩(代入 ⟨ψ|g⟩ = √a 逐项乘)

3. 同理 S_ψ|b⟩ = −2√(a(1−a))|g⟩ + (2a−1)|b⟩

4. 合成 Q = −S_ψS_f(右乘 diag(−1,+1) 即第一列变号,再整体取负)→ Q = [[1−2a, 2√(a(1−a))], [−2√(a(1−a)), 1−2a]]

类型definition-derivation(本课核心推导一,占满)