Manifestement, ton observable est la somme de trois observables qui commutent - les composantes d'espace.
Il me semble donc qu'il n'y a pas de piège derrière cette situation.
Si ce U est comme son nom semble l'indiquer le potentiel auquel sont soumis les atomes, (et si il n'y a pas de faute de frappe et qu'il est linéaire et non (X+Y+Z)²), il est bien gentiment séparable, les états propres sont donc de la forme vep(x) X vep(y) X vep(Z) => produit tensoriel et non somme.