Czy uniwersalna funkcja falowa jest globalnie spójna?
W artykule Wikipedii na temat dekoherencji kwantowej stwierdza się, że pomimo dekoherencji powodującej wrażenie zapadnięcia się funkcji falowej,
Całkowita superpozycja globalnej lub uniwersalnej funkcji falowej nadal istnieje (i pozostaje spójna na poziomie globalnym), ale jej ostateczny los pozostaje kwestią interpretacyjną.
Większość z tego ma dla mnie sens, ale walczę z twierdzeniem umieszczonym w nawiasach. Czy uniwersalna funkcja falowa jest globalnie spójna?
Na pierwszy rzut oka ma to sens. Ponieważ uniwersalna funkcja falowa opisuje wszystko , nie ma zewnętrznego środowiska, z którym mogłaby oddziaływać, aby wywołać dekoherencję. Z drugiej strony fakt, że jest on globalnie spójny, doprowadziłby mnie do przekonania, że różne globalne stany kwantowe Wszechświata (opisujące wszechświaty równoległe) mogą ze sobą interferować , co bardzo wątpię.
Zadałem podobne pytanie w kontekście eksperymentu myślowego Cat Schrödingera, a odpowiedzi, które tam otrzymałem, zdawały się sugerować, że układ kwantowy może stracić swoją globalną spójność po prostu poprzez interakcję z samym sobą , w co również bardzo wątpię.
czego mi brakuje? Być może związek między spójnością stanów kwantowych a ich zdolnością do wzajemnego zakłócania jest bardziej skomplikowany niż myślałem. Jak to działa?
Edycja: Zdaję sobie sprawę z faktu, że załamanie funkcji falowej nie występuje w interpretacji wielu światów.
Odpowiedzi
Biorąc pod uwagę tylko wieloświatową interpretację teorii kwantów.
Możesz myśleć o uniwersalnej funkcji falowej jako o czystym stanie (a jeśli tak nie jest, po prostu dodaj kubity, aż będzie jeden) i zawsze taki pozostaje. Więc jeśli masz funkcję falową formularza$$|\Psi\rangle = \frac{1}{\sqrt{2}} \left(|\phi_{1}\rangle + |\phi_{2}\rangle \right)$$ wtedy możesz znaleźć $|\phi_{1}\rangle$ i $|\phi_{2}\rangle$ mogą kolidować ze sobą tak jak zwykle.
Kiedy zaczynasz myśleć o obserwatorach, robi się to trochę bardziej zagmatwane, ale pisząc uniwersalną funkcję falową jako: $$|\Psi(t)\rangle = \frac{1}{\sqrt{2}} \left(|o_{1}(t)\rangle\otimes |s_{1}(t)\rangle + |o_{2}(t)\rangle\otimes |s_{2}(t)\rangle \right).$$ Wtedy pojawia się pytanie, czy systemy $s_{j}$przeszkadzają sobie nawzajem, a odpowiedź brzmi tak, ale tylko wtedy, gdy dwóch obserwatorów pasuje do siebie$$|o_{1}(t^*)\rangle = |o_{2}(t^*)\rangle.$$
Gdyby tak się stało, to niezależnie od tego, którą ścieżkę obrałeś, miałbyś w tej chwili dokładnie te same myśli. Wydawałoby się również, że powinno to się zdarzyć tylko natychmiastowo, jednak gdy jesteśmy czasami blisko$t^*$ zawsze możemy wyrazić $|o_{j}\rangle$ jako pewna suma stanu obserwatora w krytycznym momencie $|0\rangle$ plus kilka drobnych zaburzeń ze względu na stan $|j\rangle$ to idzie do zera jako $t\rightarrow t^*$.
Ten argument jest dość uproszczony, ponieważ obserwator składa się z znacznie więcej niż bilionów kubitów, więc prawdopodobnie nie musisz się martwić o wystąpienie tej procedury zapętlenia, a zamiast tego zobaczysz zakłócenia tylko wtedy, gdy możesz utrzymać sprzężenie między obserwatorem a systemem dostatecznie małe (więc nie widać zakłóceń wynikających z zakłócających gałęzi).
W MWI całkowity stan kwantowy nigdy się nie zapada. Zobacz:https://thereader.mitpress.mit.edu/the-many-worlds-theory/.
Różne „gałęzie” świata mogą i rzeczywiście przeszkadzają sobie nawzajem. Wyraźnym przykładem jest interferometr z podwójną szczeliną: każda ścieżka, którą podąża cząstka, reprezentuje inny świat. W rzeczywistości uważam, że słuszne jest stwierdzenie, że wszelkie interferencje kwantowe stanowią interferencję między alternatywnymi „światami”.