Apakah fungsi gelombang universal koheren secara global?
Dalam artikel Wikipedia tentang dekoherensi kuantum , dinyatakan bahwa meskipun dekoherensi menciptakan tampilan runtuhnya fungsi gelombang,
Superposisi total dari fungsi gelombang global atau universal masih ada (dan tetap koheren di tingkat global), tetapi nasib akhirnya tetap menjadi masalah interpretasi.
Sebagian besar ini masuk akal bagi saya, tetapi yang saya perjuangkan adalah klaim yang dibuat di dalam tanda kurung. Apakah fungsi gelombang universal koheren secara global?
Pada pandangan pertama, hal itu masuk akal. Karena fungsi gelombang universal menjelaskan segalanya , tidak ada lingkungan eksternal untuk berinteraksi dengannya sehingga menyebabkan dekoherensi. Di sisi lain, fakta bahwa itu koheren secara global akan membuat saya percaya bahwa keadaan kuantum global yang berbeda dari alam semesta (menggambarkan alam semesta paralel) dapat saling mengganggu , yang saya sangat meragukan kasusnya.
Saya mengajukan pertanyaan serupa dalam konteks eksperimen pemikiran Kucing Schrödinger dan tanggapan yang saya dapatkan di sana tampaknya menunjukkan bahwa sistem kuantum dapat kehilangan koherensi globalnya hanya dengan berinteraksi dengan dirinya sendiri , yang saya juga sangat meragukan masalahnya.
Apa yang saya lewatkan? Mungkin hubungan antara koherensi keadaan kuantum dan kemampuannya untuk saling mengganggu lebih rumit dari yang saya kira. Bagaimana cara kerjanya?
Sunting: Saya menyadari fakta bahwa runtuhnya fungsi gelombang tidak terjadi di bawah Interpretasi Banyak-Dunia.
Jawaban
Mempertimbangkan hanya interpretasi banyak dunia dari teori kuantum.
Anda dapat menganggap fungsi gelombang universal sebagai keadaan murni (dan jika tidak, cukup tambahkan qubit sampai menjadi satu) dan selalu tetap seperti itu. Jadi jika Anda memiliki fungsi gelombang dari bentuk$$|\Psi\rangle = \frac{1}{\sqrt{2}} \left(|\phi_{1}\rangle + |\phi_{2}\rangle \right)$$ maka Anda dapat menemukannya $|\phi_{1}\rangle$ dan $|\phi_{2}\rangle$ bisa saling mengganggu seperti biasa.
Ketika Anda mulai berpikir tentang pengamat, itu menjadi sedikit lebih membingungkan tetapi menulis fungsi gelombang universal sebagai: $$|\Psi(t)\rangle = \frac{1}{\sqrt{2}} \left(|o_{1}(t)\rangle\otimes |s_{1}(t)\rangle + |o_{2}(t)\rangle\otimes |s_{2}(t)\rangle \right).$$ Kemudian pertanyaannya menjadi, bisakah sistemnya $s_{j}$mengganggu satu sama lain, dan jawabannya adalah ya, tetapi hanya jika / jika kedua pengamat cocok satu sama lain$$|o_{1}(t^*)\rangle = |o_{2}(t^*)\rangle.$$
Jika ini terjadi maka terlepas dari jalan mana yang Anda ambil, Anda akan memiliki pemikiran yang persis sama saat ini. Tampaknya ini juga seharusnya terjadi secara instan, namun ketika kita berada di dekat waktu$t^*$ kami selalu bisa mengekspresikan $|o_{j}\rangle$ sebagai ringkasan dari keadaan pengamat pada saat kritis $|0\rangle$ ditambah beberapa gangguan kecil oleh negara bagian $|j\rangle$ yang menjadi nol sebagai $t\rightarrow t^*$.
Argumen ini cukup disederhanakan karena pengamat dibuat lebih dari triliunan qubit dan jadi Anda mungkin tidak perlu khawatir tentang prosedur perulangan ini yang terjadi dan sebagai gantinya hanya akan melihat interferensi jika Anda dapat mempertahankan penggabungan antara pengamat dan sistem cukup kecil (sehingga tidak melihat gangguan yang timbul karena cabang yang mengganggu).
Di MWI, keadaan kuantum total tidak pernah runtuh. Lihat ini:https://thereader.mitpress.mit.edu/the-many-worlds-theory/.
Berbagai "cabang" dunia dapat dan memang saling mengganggu. Interferometer celah ganda adalah contoh yang jelas: setiap jalur yang diambil partikel mewakili dunia yang berbeda. Nyatanya, saya pikir benar untuk mengatakan bahwa semua interferensi kuantum merupakan interferensi antara "dunia-dunia" alternatif.