¿Es la función de onda universal globalmente coherente?
En el artículo de Wikipedia sobre decoherencia cuántica , afirma que a pesar de que la decoherencia crea la apariencia de colapso de la función de onda,
Todavía existe una superposición total de la función de onda global o universal (y sigue siendo coherente a nivel global), pero su destino final sigue siendo una cuestión de interpretación.
La mayor parte de esto tiene sentido para mí, pero con lo que estoy luchando es con la afirmación hecha entre paréntesis. ¿Es la función de onda universal globalmente coherente?
A primera vista, tiene sentido que lo sea. Dado que la función de onda universal describe todo , no hay un entorno externo con el que interactuar para causar decoherencia. Por otro lado, el hecho de que sea globalmente coherente me llevaría a creer que los diferentes estados cuánticos globales del universo (que describen universos paralelos) pueden interferir entre sí, lo cual dudo mucho que sea el caso.
Hice una pregunta similar en el contexto del experimento mental del gato de Schrödinger y las respuestas que obtuve allí parecían sugerir que un sistema cuántico puede perder su coherencia global simplemente al interactuar consigo mismo , lo cual también dudo mucho que sea el caso.
¿Qué me estoy perdiendo? Quizás la relación entre la coherencia de los estados cuánticos y su capacidad para interferir entre sí es más complicada de lo que pensaba. ¿Como funciona esto?
Editar: Soy consciente del hecho de que el colapso de la función de onda no ocurre bajo la Interpretación de Muchos Mundos.
Respuestas
Considerando solo la interpretación de muchos mundos de la teoría cuántica.
Puede pensar en la función de onda universal como un estado puro (y si de alguna manera no lo es, simplemente agregue qubits hasta que sea uno) y siempre permanece así. Entonces, si tiene una función de onda de la forma$$|\Psi\rangle = \frac{1}{\sqrt{2}} \left(|\phi_{1}\rangle + |\phi_{2}\rangle \right)$$ entonces puedes encontrar $|\phi_{1}\rangle$ y $|\phi_{2}\rangle$ pueden interferir entre sí como de costumbre.
Cuando empiezas a pensar en los observadores, se vuelve un poco más confuso, pero escribir la función de onda universal como: $$|\Psi(t)\rangle = \frac{1}{\sqrt{2}} \left(|o_{1}(t)\rangle\otimes |s_{1}(t)\rangle + |o_{2}(t)\rangle\otimes |s_{2}(t)\rangle \right).$$ Entonces la pregunta es, ¿pueden los sistemas $s_{j}$interfieren entre sí, y la respuesta es sí, pero solo si / cuando los dos observadores coinciden$$|o_{1}(t^*)\rangle = |o_{2}(t^*)\rangle.$$
Si esto sucediera, independientemente del camino que tomó, tendría exactamente los mismos pensamientos en este momento. También parecería que esto solo debería suceder instantáneamente, sin embargo, cuando estamos a veces cerca$t^*$ siempre podemos expresar $|o_{j}\rangle$ como una suma del estado del observador en el momento crítico $|0\rangle$ más alguna pequeña perturbación por estado $|j\rangle$ que va a cero como $t\rightarrow t^*$.
Este argumento está bastante simplificado ya que el observador está compuesto por más de billones de qubits y, por lo tanto, probablemente no tenga que preocuparse de que ocurra este procedimiento de bucle y, en cambio, solo verá interferencias si puede mantener el acoplamiento entre el observador y el sistema. suficientemente pequeño (por lo que no ve la interferencia que surja debido a las ramas que interfieren).
En el MWI, el estado cuántico total nunca colapsa. Mira esto:https://thereader.mitpress.mit.edu/the-many-worlds-theory/.
Las diferentes "ramas" del mundo pueden interferir entre sí y de hecho lo hacen. El interferómetro de doble rendija es un claro ejemplo: cada camino que toma la partícula representa un mundo diferente. De hecho, creo que es correcto decir que toda interferencia cuántica constituye la interferencia entre "mundos" alternativos.