विग्नर क्वासिप्रोबेबिलिटी वितरण

विग्नर क्वासिप्रोबेबिलिटी (अर्धसंभाव्यता) वितरण को यूजीन विग्नर और जीन-आंद्रे विले के बाद से विग्नर फलन या विग्नर-विले वितरण फलन भी कहा जाता है। इसे 1932 में यूजीन विग्नर द्वारा सांख्यिकीय यांत्रिकी में क्वांटम सुधार का अध्ययन करने के लिए प्रस्तुत किया गया था। जिसका उद्देश्य श्रोडिंगर समीकरण में दिखाई देने वाले जनरेटिंग फलन को फेज़ समष्टि में संभाव्यता वितरण से जोड़ना था।

यह किसी दिए गए क्वांटम-यांत्रिकी तरंग फलन $ψ(x)$ के सभी स्थानिक सहसंबंध फलनों के लिए एक जेनरेटिंग फलन है। इस प्रकार यह गणित में प्रतिनिधित्व सिद्धांत से संबंधित एक संदर्भ में 1927 में हरमन वेइल द्वारा प्रस्तुत किए गए वास्तविक फेज़ समष्टि फलनों और हर्मिटियन सक्रियकों के बीच मानचित्र में क्वांटम घनत्व आव्यूह पर मानचित्रण करता है (वेइल परिमाणीकरण देखें)। वास्तव में, यह घनत्व आव्यूह का विग्नर-वेइल रूपांतरण है। इसलिए फेज़ समष्टि में उस सक्रियक (ऑपरेटर) की प्राप्ति होती है। इसे बाद में जीन विले द्वारा 1948 में एक संकेतिक स्थानीय समय-आवृत्ति ऊर्जा के द्विघात समीकरण के प्रतिनिधित्व के रूप में प्रभावी रूप से एक स्पेक्ट्रोग्राम के रूप में पुनः प्राप्त किया गया था।

सामान्यतः 1949 में जोस एनरिक मोयल द्वारा इसे स्वतंत्र रूप से प्राप्त किया था जिसको क्वांटम क्षण-उत्पादक कार्यात्मक के रूप में मान्यता दी थी। इस प्रकार फेज़ समष्टि में सभी क्वांटम मान और क्वांटम यांत्रिकी के एलिगेंट संकेत के आधार के रूप में इसमें सांख्यिकीय यांत्रिकी, क्वांटम रसायन विज्ञान, क्वांटम प्रकाशिकी, चिरसम्मत प्रकाशिकी और विभिन्न क्षेत्रों में संकेत विश्लेषण जैसे विद्युतीय इंजीनियरिंग, भूकंप विज्ञान, संगीत संकेतों के लिए समय-आवृत्ति विश्लेषण, जीव विज्ञान और भाषण प्रसंस्करण में स्पेक्ट्रोग्राम और इंजन डिजाइन के अनुप्रयोग हैं।

यांत्रिकी से संबंध
क्वांटम यांत्रिकी कण की एक निश्चित स्थिति और गति होती है। इसलिए इसे फेज़ समष्टि में एक बिंदु द्वारा दर्शाया जाता है। कणों के समूह को देखते हुए, फेज़ समष्टि में एक निश्चित स्थिति में कण खोजने की संभावना एक संभाव्यता वितरण लिउविले घनत्व द्वारा निर्दिष्ट की जाती है। अनिश्चितता सिद्धांत के कारण क्वांटम कण के लिए यह जटिल व्याख्या विफल हो सकती है। इसके अतिरिक्त उपरोक्त अर्धसंभाव्यता विग्नर वितरण मे एक समान भूमिका निभाती है, लेकिन पारंपरिक संभाव्यता वितरण के सभी गुणों को संतुष्ट नहीं करती है इसके विपरीत चिरसम्मत वितरण के लिए अनुपलब्ध सीमा गुणों को संतुष्ट करती है।

उदाहरण के लिए विग्नर वितरण मे उन स्थितियों के लिए ऋणात्मक मान ले सकते है सामान्यतः जिनके पास कोई चिरसम्मत वितरण मॉडल नहीं है। यह क्वांटम यांत्रिकी हस्तक्षेप का एक सुविधाजनक संकेतक है। कई स्थितियों के लक्षणों का वर्णन करने के लिए नीचे देखें जिनके विग्नर फलन गैर-ऋणात्मक हैं। ħ से बड़े आकार के फिल्टर के माध्यम से विग्नर वितरण को सुचारू करना (उदाहरण के लिए हुसिमी प्रतिनिधित्व प्राप्त करने के लिए एक फेज़ समष्टि गॉसियन और एक वीयरस्ट्रैस परिवर्तन के साथ जुड़ना) एक धनात्मक अर्ध-निश्चित फलन में सम्मिलित होना है। अर्थात यह माना जा सकता है कि इसे अर्ध-चिरसम्मत फलन में परिवर्तित कर दिया गया है। ऐसे ऋणात्मक मान वाले क्षेत्रों को गाऊसी समीकरण के साथ जोड़कर "छोटा" सिद्ध किया जा सकता है। वे कुछ $ħ$ से बड़े घनत्व क्षेत्रों तक विस्तारित नहीं हो सकते हैं। इसलिए चिरसम्मत वितरण सीमा में लुप्त हो जाते हैं। सामान्यतः ये अनिश्चितता सिद्धांत द्वारा परिरक्षित होते हैं, जो $ħ$ से छोटे फेज़ समष्टि क्षेत्रों मे उपयुक्त समष्टि की स्वीकृति नहीं देते हैं और इस प्रकार ऐसी "ऋणात्मक संभावनाओं" को कम विरोधाभासी बनाते हैं।

परिभाषा एवं अर्थ
विग्नेर वितरण $W(x,p)$ की स्थिति को इस प्रकार परिभाषित किया गया है:

जहां $ψ$ तरंग फलन है, $x$ और $p$ स्थिति और गति हैं, लेकिन इनमे से कोई भी संयुग्मी चर युग्म हो सकता है। उदाहरण के लिए विद्युत क्षेत्र के वास्तविक और काल्पनिक भाग या संकेत की आवृत्ति और समय पर ध्यान दें कि इसे उन क्षेत्रों में भी $x$ में समर्थन प्राप्त हो सकता है जहां $ψ$ को $x$ ("बीट्स") में कोई समर्थन नहीं प्राप्त हो सकता है।

जहां $x$ और $p$ में सममित है:
 * $$W(x, p) = \frac{1}{\pi\hbar} \int_{-\infty}^\infty \varphi^*(p + q) \varphi(p - q) e^{-2ixq/\hbar} \,dq,$$

जहां $φ$ सामान्यीकृत समष्टि तरंग फलन है, जो $ψ$ के फूरियर रूपांतरण के समानुपाती है।

3डी में,
 * $$W(\vec{r}, \vec{p}) = \frac{1}{(2\pi)^3} \int \psi^*(\vec{r} + \hbar\vec{s}/2) \psi(\vec{r} - \hbar\vec{s}/2) e^{i\vec{p} \cdot \vec{s}} \,d^3 s.$$

सामान्य स्थिति में जिसमें कई स्थितियाँ सम्मिलित हैं, यह घनत्व आव्यूह का विग्नर रूपांतरण है:$$W(x, p) = \frac{1}{\pi\hbar} \int_{-\infty}^\infty \langle x - y| \hat{\rho} |x + y \rangle e^{2ipy/\hbar} \,dy,$$जहां ⟨x|ψ⟩ = ψ(x) विग्नर विवरण (या मैप) वेइल रूपांतरण का व्युत्क्रम है जो वेइल परिमाणीकरण में फेज़ समष्टि फलनों को हिल्बर्ट समष्टि सक्रियकों के लिए चित्रित करता है। इस प्रकार विग्नर फलन फेज़ समष्टि में क्वांटम यांत्रिकी का मुख्य फलन है।

1949 में जोस एनरिक मोयल ने स्पष्ट किया कि कैसे विग्नर फलन फेज समष्टि में समाकलन मान (संभाव्यता घनत्व फलन के अनुरूप) प्रदान करता है। फेज समष्टि C-संख्या फलन $g(x, p)$ से अपेक्षाकृत मानों को प्राप्त करने के लिए विशिष्ट रूप से उपयुक्त क्रम से संबद्ध है। सक्रियक Ĝ वेइल के विवरण के माध्यम से (नीचे विग्नेर-वेइल ट्रांसफॉर्म और प्रॉपर्टी 7 देखें), चिरसम्म्त संभाव्यता सिद्धांत के एक सक्रियक $Ĝ$ का मान उस सक्रियक के विग्नर विवरण के "फेज़ समष्टि औसत" के समान है:

$$\langle \hat{G} \rangle = \int dx\,dp\, W(x, p) g(x, p).$$

गणितीय गुण
1. W(x, p) एक वास्तविक-मूल्यवान फलन है।

2.x और p संभाव्यता वितरण सीमांत वितरण द्वारा दिए गए हैं:

यदि फलन को शुद्ध अवस्था द्वारा वर्णित किया जा सकता है, तो यह प्राप्त करता है:
 * $$\int_{-\infty}^\infty dp\, W(x, p) = \langle x|\hat{\rho}|x \rangle.$$
 * $$\int_{-\infty}^\infty dp\, W(x, p) = |\psi(x)|^2.$$
 * $$\int_{-\infty}^\infty dx\, W(x, p) = \langle p|\hat{\rho}|p \rangle.$$
 * $$\int_{-\infty}^{\infty} dx\, W(x, p) = |\varphi(p)|^2.$$
 * $$\int_{-\infty}^\infty dx \int_{-\infty}^\infty dp\, W(x, p) = \operatorname{Tr}(\hat{\rho}).$$
 * सामान्यतः घनत्व आव्यूह का चिन्ह $$\hat{\rho}$$ 1 के बराबर होता है।

3. W(x, p) में निम्नलिखित प्रतिबिंब समरूपताएं हैं:
 * समय समरूपता: $$\psi(x) \to \psi(x)^* \Rightarrow W(x, p) \to W(x, -p).$$
 * अंतरिक्ष समरूपता: $$\psi(x) \to \psi(-x) \Rightarrow W(x, p) \to W(-x, -p).$$

4. W(x, p) गैलीली-सहसंयोजक है:
 * $$\psi(x) \to \psi(x + y) \Rightarrow W(x, p) \to W(x + y, p).$$
 * यह लोरेंत्ज़-सहसंयोजक नहीं है।

5. बलों की अनुपस्थिति में फेज़ समष्टि में प्रत्येक बिंदु के लिए गति का चिरसम्मत समीकरण है:
 * $$\frac{\partial W(x, p)}{\partial t} = \frac{-p}{m} \frac{\partial W(x, p)}{\partial x}.$$
 * वास्तव में हार्मोनिक बलों की उपस्थिति में भी यह चिरसम्मत है।

6. ओवरलैप स्थिति की गणना इस प्रकार की जाती है:
 * $$|\langle \psi|\theta \rangle|^2 = 2\pi\hbar \int_{-\infty}^\infty dx \int_{-\infty}^\infty dp\, W_\psi(x, p) W_\theta(x, p).$$

7. सक्रियक अपेक्षा मान (औसत) की गणना संबंधित विग्नर परिवर्तनों के फेज़ समष्टि औसत के रूप में की जाती है:
 * $$g(x, p) \equiv \int_{-\infty}^\infty dy\, \left\langle x - \frac{y}{2} \right| \hat{G} \left| x + \frac{y}{2} \right\rangle e^{ipy/\hbar},$$
 * $$\langle \psi|\hat{G}|\psi\rangle = \operatorname{Tr}(\hat{\rho} \hat{G}) = \int_{-\infty}^\infty dx \int_{-\infty}^\infty dp\, W(x, p) g(x, p).$$

8.W(x, p) के लिए भौतिक (धनात्मक) घनत्व आव्यूह का प्रतिनिधित्व करने के लिए इसे संतुष्ट :किया जा सकता है:
 * $$\int_{-\infty}^\infty dx\, \int_{-\infty}^\infty dp\, W(x, p) W_\theta(x, p) \ge 0$$

9. कॉची-श्वार्ज़ असमानता के आधार पर एक शुद्ध स्थिति के लिए यह सीमित होने के लिए बाध्य है:
 * $$-\frac 2 h \leq W(x, p) \leq \frac 2 h.$$
 * यह सीमा चिरसम्मत सीमा ħ → 0 में लुप्त हो जाती है। इस सीमा में W(x, p) समन्वय समष्टि x में संभाव्यता घनत्व को कम कर देता है। सामान्यतः अत्यधिक स्थानीयकृत गति में δ-फलन द्वारा गुणा किया जाता है जहां चिरसम्मत सीमा "स्पाइकी" है। इस प्रकार यह क्वांटम यांत्रिक बंध एक विग्नर फलन को स्थगित करता है जो अनिश्चितता सिद्धांत के प्रतिबिंब के रूप में फेज़ समष्टि में पूर्ण रूप से स्थानीयकृत δ-फलन है।

10. विग्नर विवरण केवल घनत्व आव्यूह के एंटीडायगोनल्स का फूरियर रूपांतरण है, जब उस आव्यूह को स्थिति के आधार पर व्यक्त किया जाता है।

उदाहरण
मान लीजिए कि $$|m\rangle \equiv \frac{a^{\dagger m}}{\sqrt{m!}} |0\rangle$$ क्वांटम हार्मोनिक फलन की $$m$$ फॉक अवस्था है। ग्रोएनवॉल्ड (1946) ने आयाम रहित चर बहुपद में इसके संबद्ध विग्नर फलन की खोज की थी:
 * $$W_{|m\rangle}(x, p) = \frac{(-1)^m}{\pi} e^{-(x^2 + p^2)} L_m\big(2(p^2 + x^2)\big),$$

जहां $$L_m(x)$$ $$m$$-वें लैगुएरे बहुपद को दर्शाता है। यह स्थैतिक आइगेन तरंग फलन के लिए विस्तृत रूप से अनुसरण कर सकता है:
 * $$u_m(x) = \pi^{-1/4} H_m(x) e^{-x^2/2},$$

जहां $$H_m$$, $$m$$-वें हर्मिट बहुपद है।

विग्नर फलन की उपरोक्त परिभाषा से समाकलन चर का रूपांतरण हर्मिट और लैगुएरे बहुपदों के बीच समाकलन फलन से होता है:
 * $$W_{|m\rangle}(x, p) = \frac{(-1)^m}{\pi^{3/2} 2^m m!} e^{-x^2 - p^2} \int_{-\infty}^\infty d\zeta\, e^{-\zeta^2} H_m(\zeta - ip + x) H_m(\zeta - ip - x).$$

विग्नर फलन के लिए एवोलूशन समीकरण
विग्नर विवरण हिल्बर्ट समष्टि पर सक्रियक $Ĝ$ के फेज़ समष्टि पर फलन g(x, p) में एक सामान्य व्युत्क्रम परिवर्तन है सामान्यतः इसके द्वारा दिया जाता है:
 * $$g(x, p) = \int_{-\infty}^\infty ds\, e^{ips/\hbar} \left\langle x - \frac s2\right| \hat G \left|x + \frac s2\right\rangle.$$

हर्मिटियन सक्रियक वास्तविक फलनों को चित्रित करते हैं। फेज़ समष्टि से हिल्बर्ट समष्टि तक इस रूपांतरण के व्युत्क्रम को वेइल रूपांतरण कहा जाता है:
 * $$\langle x | \hat G | y \rangle = \int_{-\infty}^\infty \frac{dp}{h} e^{ip(x - y)/\hbar} g\left(\frac{x + y}{2}, p\right)$$

जो विशिष्ट वेइल रूपांतरण के साथ भ्रमित नही होते हैं।

इस प्रकार यहां चर्चा किए गए विग्नर फलन $W(x, p)$ को घनत्व आव्यूह सक्रियक ρ̂ का विग्नर रूपांतरण माना जाता है। इस प्रकार घनत्व आव्यूह विग्नर के साथ एक सक्रियक का ट्रेस विग्नर फलन के साथ $g(x, p)$ के समतुल्य फेज़ समष्टि समाकलन ओवरलैप में परिवर्तित हो जाता है।

श्रोडिंगर चित्र में घनत्व आव्यूह के वॉन न्यूमैन विकास समीकरण का विग्नर रूपांतरण विग्नर फलन के लिए मोयल का विकास समीकरण है:

जहां $H(x, p)$ हैमिल्टनियन मान है और मोयल ब्रैकेट है। चिरसम्मत सीमा में ħ → 0, मोयल ब्रैकेट पॉइसन ब्रैकेट तक कम हो जाता है जबकि यह विकास समीकरण चिरसम्मत सांख्यिकीय यांत्रिकी के लिउविले समीकरण तक कम हो जाता है।

औपचारिक रूप से चिरसम्मत लिउविले समीकरण को फेज़ समष्टि कण प्रक्षेपवक्र के संदर्भ में हल किया जा सकता है जो चिरसम्मत हैमिल्टन समीकरणों के समाधान हैं। आंशिक अवकल समीकरणों को हल करने की इस तकनीक को विशेषताओं की विधि के रूप में जाना जाता है। यह विधि क्वांटम प्रणाली में स्थानांतरित हो जाती है, जहां विशेषताओं के "प्रक्षेप पथ" विग्नर फलनों के विकास को निर्धारित करते हैं। विग्नर फलन के लिए मोयल विकास समीकरण का समाधान औपचारिक रूप से दर्शाया गया है:
 * $$W(x, p, t) = W\big(\star\big(x_{-t}(x, p), p_{-t}(x, p)\big), 0\big),$$

जहाँ $$x_t(x, p)$$ और $$p_t(x, p)$$ प्रारंभिक स्थितियों के साथ क्वांटम विशेषताओं की विधि के विपरीत $$x_{t=0}(x, p) = x$$ और $$p_{t=0}(x, p) = p$$, प्रक्षेप वक्र हैं और जहां मोयल उत्पाद $$\star$$-उत्पाद संरचना सभी तर्क फलनों के लिए समझी जाती है। चूँकि ⋆ फलन की संरचना पूरी तरह से गैर-स्थानीय होती है। जिसको "क्वांटम संभाव्यता द्रव" जैसा कि मोयल द्वारा देखा गया है। विग्नर वितरण फलन के विकास में क्वांटम प्रणाली में स्थानीय प्रक्षेपवक्र के अवशेष जटिल रूप से देखे जा सकते हैं। उनके द्वारा ⋆ फलन उत्पादों के क्रमिक संचालन को विग्नर फलन के विकास समीकरण को हल करने के लिए एक फेज़ समष्टि पथ पर अवकल समीकरण में अनुकूलित किया गया है। मोयल समय विकास की यह गैर-स्थानीय विशेषता नीचे दी गई गैलरी में चित्रित की गई है, जो हैमिल्टन के लिए हार्मोनिक फलन से अधिक जटिल है। चिरसम्मत सीमा में विग्नर फलन के समय विकास की प्रक्षेपवक्र प्रकृति अत्यधिक विशिष्ट हो जाती है और ħ = 0 पर विशेषताओं के प्रक्षेप पथ फेज़ समष्टि में कणों के चिरसम्मत प्रक्षेप पथ तक कम हो जाते हैं।

हार्मोनिक-दोलित्र का समय विकास
हालाँकि, क्वांटम हार्मोनिक दोलित्र की विशेष स्थिति का विकास सरल है और चिरसम्मत गति के समान प्रतीत होता है। दोलित्र आवृत्ति द्वारा दी गई आवृत्ति के साथ फेज़ समष्टि में एक जटिल घूर्णन नीचे गैलरी में दर्शाया गया है जो इसी समय विकास प्रकाश मोड की क्वांटम अवस्थाओं के साथ होता है।

चिरसम्मत सीमा
सामान्यतः विग्नर फलन चिरसम्मत सीमा का अध्ययन करने की स्वीकृति देता है जो फेज़ समष्टि में चिरसम्मत और क्वांटम गतिशीलता की तुलना की प्रस्तुति करता है। यह सुझाव दिया गया है कि विग्नर फलन दृष्टिकोण को 1932 में बर्नार्ड कूपमैन और जॉन वॉन न्यूमैन द्वारा प्रारम्भ किए गए चिरसम्मत यांत्रिकी के संचालन सूत्रीकरण के क्वांटम सादृश्य के रूप में देखा जा सकता है। विग्नर फलन की समय विकास सीमा ħ → 0 है जो कि चिरसम्मत कण के कूपमैन-वॉन न्यूमैन तरंग फलन से संबन्धित है।

विग्नर फलन की धनात्मकता
जैसा कि पहले ही प्रदर्शित किया गया है कि क्वांटम अवस्था का विग्नर फलन सामान्यतः कुछ ऋणात्मक मान लेता है। वास्तव में एक चर में शुद्ध अवस्था के लिए यदि सभी $$x$$ और $$p$$ के लिए $$W(x, p) \ge 0$$ है तो तरंग फलन का रूप होना चाहिए:
 * $$\psi(x) = e^{-ax^2+bx+c}$$

कुछ सम्मिश्र संख्याओं $$a, b, c$$ के लिए $$\operatorname{Re}(a) > 0$$ है ध्यान दें कि हडसन प्रमेय $$a$$ को जटिल होने की स्वीकृति होती है ताकि $$\psi$$ मे आवश्यक रूप से सामान्य अर्थ में गॉसियन तरंग पैकेट न हो। इस प्रकार गैर-ऋणात्मक विग्नर फलन वाले शुद्ध फलन आवश्यक रूप से हाइजेनबर्ग अनिश्चितता सूत्र के अर्थ में न्यूनतम-अनिश्चितता वाले फलन नहीं हैं लेकिन वे श्रोडिंगर अनिश्चितता सूत्र में समानता देते हैं, जिसमें कम्यूटेटर शब्द के अतिरिक्त एक एंटीकम्यूटेटर शब्द भी सम्मिलित है। संबंधित भिन्नताओं की सावधानीपूर्वक परिभाषा के साथ सभी शुद्ध विग्नर फलन हाइजेनबर्ग की असमानता को समान रूप से प्रदर्शित करते हैं। उच्च आयामों में गैर-ऋणात्मक विग्नर फलन के साथ शुद्ध अवस्थाओं का लक्षण वर्णन समान है जहां तरंग फलन का रूप होना चाहिए:
 * $$\psi(x) = e^{-(x,Ax)+b\cdot x+c},$$

जहां $$A$$ एक सममित समिश्र आव्यूह है जिसका वास्तविक भाग धनात्मक है, एक समिश्र सदिश $$b$$ है और $c$ एक समिश्र संख्या है। ऐसी किसी भी स्थिति का विग्नर फलन फेज़ समष्टि पर एक गाऊसी वितरण है। सोटो और क्लेवेरी सामान्यतः सेगल-बार्गमैन परिवर्तन का उपयोग करते हुए, इस लक्षण का वर्णन एक सामान्य प्रमाण देता है। तर्क इस प्रकार है कि $$\psi$$ के हुसिमी q फलन की गणना गाऊसी द्वारा गुणा किए गए $$\psi$$ के सेगल-बार्गमैन परिवर्तन के वर्ग परिमाण के रूप में की जा सकती है। इस बीच हुसिमी $$\psi$$ फलन गॉसियन के साथ विग्नर फलन का संयुग्मी है। यदि $$\psi$$ का विग्नर फलन फेज़ समष्टि पर गैर-ऋणात्मक है, तो हुसिमी q फलन फेज़ समष्टि पर धनात्मक होगा। इस प्रकार $$\psi$$ सेगल-बार्गमैन $$F(x + ip)$$ का रूपांतरण करता है जिसके समिश्र विश्लेषण से हमारे पास एक मानक परिणाम है:
 * $$F(x + ip) = e^{g(x+ip)}$$

कुछ पूर्णसममितिक फलन $$g$$ के लिए $$F$$ सेगल-बार्गमैन समष्टि से संबंधित है अर्थात $$F$$ के लिए गॉसियन माप के संबंध में वर्ग-अभिन्न होने के लिए $$g$$ में अनंत पर अधिकतम द्विघात वृद्धि होनी चाहिए। इससे प्रारंभिक समिश्र विश्लेषण का उपयोग यह दिखाने के लिए किया जा सकता है कि $$g$$ वास्तव में एक द्विघात बहुपद होना चाहिए। इस प्रकार हम किसी भी शुद्ध स्थिति के सेगल-बार्गमैन परिवर्तन को स्पष्ट रूप प्राप्त करते हैं जिसका विग्नर फलन गैर-ऋणात्मक है। फिर हम स्थिति तरंग फलन का दावा किया गया रूप प्राप्त करने के लिए सेगल-बार्गमैन परिवर्तन को व्युत्क्रमित कर सकते हैं जहां गैर-ऋणात्मक विग्नर फलन के साथ मिश्रित स्थितियों का कोई सरल लक्षण वर्णन प्रतीत नहीं होता है।

क्वांटम यांत्रिकी की अन्य व्याख्याओं के संबंध में विग्नर फलन
यह दिखाया गया है कि विग्नर अर्ध-संभाव्यता वितरण फलन को एक अन्य फेज़ समष्टि वितरण फलन के ħ-विरूपण के रूप में माना जा सकता है जो डी ब्रोगली-बोहम समीकरण के संयोजन का वर्णन करता है। बेसिल हिली ने दिखाया है कि अर्ध-संभाव्यता वितरण को फेज़ समष्टि में "सेल" की औसत स्थिति और गति के संदर्भ में पुनः घनत्व आव्यूह के रूप में समझा जा सकता है और डी ब्रोगली-बोहम व्याख्या किसी भी गतिशीलता का वर्णन करने की स्वीकृति देती है।

विग्नर फलन के संदर्भ में क्वांटम अवस्था के विवरण और पारस्परिक रूप से निष्पक्ष आधारों के संदर्भ में क्वांटम अवस्था के पुनर्निर्माण की एक विधि के बीच घनिष्ठ संबंध है।

क्वांटम यांत्रिकी के बाहर विग्नर फलन का उपयोग
टेलीस्कोप या फाइबर दूरसंचार उपकरणों जैसे प्रकाशिकी यांत्रिकी के मॉडल में विग्नर फलन का उपयोग सरल प्रकाश अनुरेखण और प्रणाली के पूर्ण तरंग विश्लेषण के बीच अंतर को दर्शाने के लिए किया जाता है। यहां $k = |k| sin θ ≈ |k|θ$ से परिवर्तित किया गया है छोटे-कोण (पैराएक्सियल) सन्निकटन में θ ≈ |k|θ के इस संदर्भ में विग्नर फलन हस्तक्षेप के प्रभावों को सम्मिलित करते हुए स्थिति x और कोण θ पर किरणों के संदर्भ में प्रणाली का वर्णन करने के सबसे निकट है। यदि यह किसी भी बिंदु पर ऋणात्मक हो जाता है, तो प्रणाली को मॉडल करने के लिए साधारण प्रकाश अनुरेखण पर्याप्त नहीं होता है। कहने का तात्पर्य यह है कि इस फलन के ऋणात्मक मान चिरसम्मत प्रकाश संकेत की गैबोर सीमा का एक लक्षण हैं न कि $ħ$ से संबन्धित प्रकाश की क्वांटम विशेषताओं का लक्षण है।
 * संकेत विश्लेषण में समय-परिवर्तनशील विद्युत संकेत, यांत्रिक कंपन या ध्वनि तरंग को विग्नर फलन द्वारा दर्शाया जाता है। यहां x को समय से परिवर्तित किया गया है और $p/ħ$ को कोणीय आवृत्ति $ω = 2πf$ से परिवर्तित किया गया है, जहां f नियमित आवृत्ति है।
 * अल्ट्राफास्ट प्रकाशिकी में ऊपर दिए गए समान $f$ और $t$ प्रतिस्थापन का उपयोग करके लघु लेजर पल्स को विग्नर फलन के साथ चित्रित किया जाता है। पल्स दोष (समय के साथ आवृत्ति में परिवर्तन) को विग्नर फलन के साथ देखा जा सकता है। निकटवर्ती चित्र देखें।
 * क्वांटम प्रकाशिकी में $x$ और $p/ħ$ को $X$ और $P$ चतुर्भुज, विद्युत क्षेत्र के वास्तविक और काल्पनिक भागों (सुसंगत स्थिति देखें) से प्रतिस्थापित किया जाता है।

विग्नर फलन का माप

 * क्वांटम टोमोग्राफी
 * आवृति प्रकाशिकी विश्लेषण गेटिंग

अन्य संबंधित अर्ध-संभाव्यता वितरण
विग्नर वितरण तैयार किया जाने वाला पहला अर्ध-संभाव्यता वितरण था, लेकिन इसके बाद और भी कई वितरण हुए, जो औपचारिक रूप से इसके बराबर और परिवर्तनीय थे। जिनके लिए सामान्यतः समय-आवृत्ति विश्लेषण में वितरण के बीच परिवर्तन देखें। जैसा कि समन्वय प्रणालियों की स्थितियों मे अलग-अलग गुणों के कारण विशिष्ट अनुप्रयोगों के लिए इनमें से कई के विभिन्न लाभ हैं: कुछ अर्थों में विग्नर वितरण इन सभी वितरणों के बीच एक विशेषाधिकार प्राप्त स्थान रखता है क्योंकि यह एकमात्र ऐसा वितरण है जिसका अपेक्षित स्टार-उत्पाद अपेक्षाकृत मान के मूल्यांकन में बाहर हो जाता है जो प्रभावी एकता के लिए कई भागों द्वारा एकीकृत होता है, जैसा कि ऊपर दिखाया गया है इसलिए इसे चिरसम्मत माप के अनुरूप एक अर्ध-संभाव्यता माप के रूप में देखा जा सकता है।
 * ग्लौबर P प्रतिनिधित्व
 * हुसिमी Q प्रतिनिधित्व

ऐतिहासिक टिप्पणी
जैसा कि संकेत दिया गया है कि विग्नर फलन का सूत्र स्वतंत्र रूप से विभिन्न संदर्भों में कई बार प्राप्त किया गया था। वास्तव में प्रत्यक्ष रूप से विग्नर इस विषय से असावधान थे कि क्वांटम सिद्धांत के संदर्भ में भी इसे पहले वर्नर हाइजेनबर्ग और पॉल डिराक द्वारा प्रस्तुत किया गया था। हालांकि औपचारिक रूप से इन दोनों ने इसके महत्व और इसके ऋणात्मक मानों को अस्वीकृत कर दिया था जैसा कि उन्होंने इसे केवल परमाणु जैसी प्रणाली के पूर्ण क्वांटम विवरण का एक अनुमान माना था। बाद मे डिराक अपनी बहन मैनसी की शादी करके विग्नर का बहनोई बन गया था। 1940 के दशक के मध्य में मोयल के साथ अपने अधिकांश प्रसिद्ध 18 महीने के पत्राचार में डिराक इस विषय से असावधान था कि मोयल का क्वांटम क्षण उत्पन्न करने वाला कार्य प्रभावी रूप से विग्नर और मोयल द्वारा ही किया गया था।

यह भी देखें

 * हाइजेनबर्ग समूह
 * विग्नर-वेइल रूपांतरण
 * फेज समष्टि सूत्रीकरण
 * मोयल ब्रैकेट
 * ऋणात्मक प्रायिकता
 * प्रकाशिकीय तुल्यता प्रमेय
 * संशोधित विग्नर वितरण फलन
 * कोहेन का वर्ग वितरण फलन
 * विग्नर वितरण फलन
 * समय-आवृत्ति विश्लेषण में वितरण के बीच रूपांतरण
 * स्क़ुईज़ीड कोहेरेंट फलन
 * द्विरेखीय समय-आवृत्ति वितरण
 * सतत-परिवर्तनीय क्वांटम सिद्धांत

अग्रिम पठन

 * M. Levanda and V. Fleurov, "Wigner quasi-distribution function for charged particles in classical electromagnetic fields", Annals of Physics, 292, 199–231 (2001)..

बाहरी संबंध

 * wigner Wigner function implementation in QuTiP.
 * Quantum Optics Gallery.
 * Sonogram Visible Speech GPL-licensed freeware for the Wigner quasiprobability distribution of signal files.