La fonction d'onde universelle est-elle globalement cohérente?
Dans l'article de Wikipédia sur la décohérence quantique , il déclare que malgré la décohérence créant l'apparence d'un effondrement de la fonction d'onde,
Une superposition totale de la fonction d'onde globale ou universelle existe toujours (et reste cohérente au niveau mondial), mais son destin ultime reste une question d'interprétation.
La plupart de cela a du sens pour moi, mais ce avec quoi je lutte, c'est l'affirmation faite entre parenthèses. La fonction d'onde universelle est-elle globalement cohérente?
À première vue, cela a du sens. Puisque la fonction d'onde universelle décrit tout , il n'y a pas d'environnement externe avec lequel interagir pour provoquer la décohérence. D'un autre côté, le fait qu'il soit globalement cohérent me conduirait à croire que les différents états quantiques globaux de l'univers (décrivant des univers parallèles) peuvent interférer les uns avec les autres, ce dont je doute fortement que ce soit le cas.
J'ai posé une question similaire dans le contexte de l'expérience de pensée du chat de Schrödinger et les réponses que j'y ai obtenues semblent suggérer qu'un système quantique peut perdre sa cohérence globale simplement en interagissant avec lui - même , ce dont je doute fortement que ce soit le cas.
Qu'est-ce que je rate? Peut-être que la relation entre la cohérence des états quantiques et leur capacité à interférer les uns avec les autres est plus compliquée que je ne le pensais. Comment cela marche-t-il?
Edit: Je suis conscient du fait que l'effondrement de la fonction d'onde ne se produit pas sous l'interprétation de plusieurs mondes.
Réponses
Considérant uniquement l'interprétation multi-mondes de la théorie quantique.
Vous pouvez considérer la fonction d'onde universelle comme un état pur (et si ce n'est pas le cas, ajoutez simplement des qubits jusqu'à ce qu'il en soit un) et le reste toujours. Donc si vous avez une fonction d'onde de la forme$$|\Psi\rangle = \frac{1}{\sqrt{2}} \left(|\phi_{1}\rangle + |\phi_{2}\rangle \right)$$ alors tu peux trouver $|\phi_{1}\rangle$ et $|\phi_{2}\rangle$ peuvent interférer les uns avec les autres comme d'habitude.
Lorsque vous commencez à penser aux observateurs, cela devient un peu plus déroutant, mais écrire la fonction d'onde universelle comme suit: $$|\Psi(t)\rangle = \frac{1}{\sqrt{2}} \left(|o_{1}(t)\rangle\otimes |s_{1}(t)\rangle + |o_{2}(t)\rangle\otimes |s_{2}(t)\rangle \right).$$ Alors la question devient, les systèmes peuvent-ils $s_{j}$interférer l'un avec l'autre, et la réponse est oui, mais seulement si / quand les deux observateurs correspondent l'un à l'autre$$|o_{1}(t^*)\rangle = |o_{2}(t^*)\rangle.$$
Si cela arrivait, quel que soit le chemin que vous avez emprunté, vous auriez exactement les mêmes pensées en ce moment. Il semblerait également que cela ne devrait jamais se produire que instantanément, mais lorsque nous sommes parfois proches$t^*$ nous pouvons toujours exprimer $|o_{j}\rangle$ comme une somme de l'état de l'observateur au moment critique $|0\rangle$ plus quelques petites perturbations par état $|j\rangle$ qui va à zéro comme $t\rightarrow t^*$.
Cet argument est assez simplifié car l'observateur est composé de bien au-delà des billions de qubits et vous n'avez donc probablement pas à vous soucier de cette procédure de bouclage et ne verra jamais d'interférences que si vous pouvez conserver le couplage entre l'observateur et le système. suffisamment petit (et donc ne voyez pas d'interférences dues à des branches interférentes).
Dans le MWI, l'état quantique total ne s'effondre jamais. Regarde ça:https://thereader.mitpress.mit.edu/the-many-worlds-theory/.
Les différentes «branches» du monde peuvent interférer les unes avec les autres. L'interféromètre à double fente est un exemple clair: chaque chemin emprunté par la particule représente un monde différent. En fait, je pense qu'il est correct de dire que toute interférence quantique constitue l'interférence entre des «mondes» alternatifs.