Hàm sóng chung có nhất quán trên toàn cầu không?
Trong bài báo của Wikipedia về sự suy giảm lượng tử , nó nói rằng mặc dù sự suy giảm liên kết tạo ra sự xuất hiện của sự sụp đổ hàm sóng,
Vẫn tồn tại sự chồng chất tổng thể của hàm sóng toàn cầu hoặc phổ quát (và vẫn nhất quán ở cấp độ toàn cầu), nhưng số phận cuối cùng của nó vẫn là một vấn đề có thể giải thích được.
Hầu hết điều này có ý nghĩa đối với tôi, nhưng điều tôi đang đấu tranh là yêu cầu được đưa ra trong ngoặc đơn. Hàm sóng chung có nhất quán trên toàn cầu không?
Thoạt nhìn, nó có ý nghĩa. Vì hàm sóng phổ quát mô tả tất cả mọi thứ , không có môi trường bên ngoài nào để nó tương tác để gây ra sự tách rời. Mặt khác, thực tế là nó liên kết toàn cầu sẽ khiến tôi tin rằng các trạng thái lượng tử toàn cầu khác nhau của vũ trụ (mô tả các vũ trụ song song) có thể giao thoa với nhau, điều mà tôi rất nghi ngờ là đúng như vậy.
Tôi đã hỏi một câu hỏi tương tự trong bối cảnh của thí nghiệm tư tưởng Con mèo của Schrödinger và những câu trả lời mà tôi nhận được dường như cho thấy rằng một hệ lượng tử có thể mất tính liên kết toàn cục chỉ bằng cách tương tác với chính nó , điều mà tôi cũng rất nghi ngờ là trường hợp này.
Tôi đang thiếu gì? Có lẽ mối quan hệ giữa sự gắn kết của các trạng thái lượng tử và khả năng giao thoa của chúng với nhau phức tạp hơn tôi nghĩ. Cái này hoạt động ra sao?
Chỉnh sửa: Tôi biết thực tế là sự sụp đổ chức năng sóng không xảy ra theo Giải thích về nhiều thế giới.
Trả lời
Chỉ xem xét cách giải thích nhiều thế giới của lý thuyết lượng tử.
Bạn có thể coi hàm sóng phổ quát là một trạng thái thuần túy (và nếu nó không phải là trạng thái bằng cách nào đó, chỉ cần thêm qubit cho đến khi nó là một) và luôn giữ nguyên như vậy. Vì vậy, nếu bạn có một hàm sóng của biểu mẫu$$|\Psi\rangle = \frac{1}{\sqrt{2}} \left(|\phi_{1}\rangle + |\phi_{2}\rangle \right)$$ sau đó bạn có thể tìm thấy $|\phi_{1}\rangle$ và $|\phi_{2}\rangle$ có thể giao thoa với nhau như bình thường.
Khi bạn bắt đầu nghĩ về những người quan sát, nó sẽ khó hiểu hơn một chút nhưng viết hàm sóng phổ quát là: $$|\Psi(t)\rangle = \frac{1}{\sqrt{2}} \left(|o_{1}(t)\rangle\otimes |s_{1}(t)\rangle + |o_{2}(t)\rangle\otimes |s_{2}(t)\rangle \right).$$ Sau đó, câu hỏi trở thành, liệu hệ thống có thể $s_{j}$giao thoa với nhau, và câu trả lời là có, nhưng chỉ khi / khi hai người quan sát khớp với nhau$$|o_{1}(t^*)\rangle = |o_{2}(t^*)\rangle.$$
Nếu điều này xảy ra thì bất kể bạn đi theo con đường nào, bạn sẽ có cùng suy nghĩ vào lúc này. Có vẻ như điều này chỉ xảy ra ngay lập tức, tuy nhiên khi chúng ta ở gần$t^*$ chúng tôi luôn có thể bày tỏ $|o_{j}\rangle$ như tổng số trạng thái của người quan sát tại thời điểm quan trọng $|0\rangle$ cộng với một số nhiễu loạn nhỏ theo tiểu bang $|j\rangle$ nó đi về 0 như $t\rightarrow t^*$.
Lập luận này khá đơn giản vì trình quan sát được tạo ra từ hơn hàng nghìn tỷ qubit và vì vậy bạn có thể không phải lo lắng về quy trình lặp lại này xảy ra và thay vào đó sẽ chỉ thấy nhiễu nếu bạn có thể giữ khớp nối giữa người quan sát và hệ thống đủ nhỏ (và do đó không thấy nhiễu phát sinh do các nhánh giao thoa).
Trong MWI, tổng trạng thái lượng tử không bao giờ sụp đổ. Xem cái này:https://thereader.mitpress.mit.edu/the-many-worlds-theory/.
Các "nhánh" khác nhau của thế giới có thể và thực sự giao thoa với nhau. Giao thoa kế khe đôi là một ví dụ rõ ràng: mỗi con đường mà hạt đi đại diện cho một thế giới khác nhau. Trên thực tế, tôi nghĩ đúng khi nói rằng tất cả sự giao thoa lượng tử tạo thành sự giao thoa giữa các "thế giới" thay thế.