Является ли универсальная волновая функция глобально когерентной?
В статье Википедии о квантовой декогеренции говорится, что, несмотря на декогеренцию, создающую видимость коллапса волновой функции,
Полная суперпозиция глобальной или универсальной волновой функции все еще существует (и остается согласованной на глобальном уровне), но ее окончательная судьба остается вопросом интерпретации.
По большей части это имеет смысл для меня, но я борюсь с утверждением, сделанным в скобках. Является ли универсальная волновая функция глобально когерентной?
На первый взгляд, в этом есть смысл. Поскольку универсальная волновая функция описывает все , у нее нет внешней среды, с которой она могла бы взаимодействовать, чтобы вызвать декогеренцию. С другой стороны, тот факт, что он глобально согласован, заставил бы меня поверить в то, что различные глобальные квантовые состояния Вселенной (описывающие параллельные вселенные) могут мешать друг другу, в чем я очень сомневаюсь.
Я задал аналогичный вопрос в контексте мысленного эксперимента с котом Шредингера, и ответы, которые я там получил, по-видимому, предполагали, что квантовая система может потерять свою глобальную когерентность, просто взаимодействуя с самой собой , что я также очень сомневаюсь.
Что мне не хватает? Возможно, взаимосвязь между когерентностью квантовых состояний и их способностью взаимодействовать друг с другом сложнее, чем я думал. Как это работает?
Изменить: мне известно о том, что коллапс волновой функции не происходит в рамках многомировой интерпретации.
Ответы
Рассматривая только многомировую интерпретацию квантовой теории.
Вы можете думать об универсальной волновой функции как о чистом состоянии (и если это почему-то не так, просто добавляйте кубиты, пока он не станет единым) и всегда останется таким. Итак, если у вас есть волновая функция вида$$|\Psi\rangle = \frac{1}{\sqrt{2}} \left(|\phi_{1}\rangle + |\phi_{2}\rangle \right)$$ тогда вы можете найти $|\phi_{1}\rangle$ и $|\phi_{2}\rangle$ могут мешать друг другу, как обычно.
Когда вы начинаете думать о наблюдателях, становится немного сложнее, но записывать универсальную волновую функцию как: $$|\Psi(t)\rangle = \frac{1}{\sqrt{2}} \left(|o_{1}(t)\rangle\otimes |s_{1}(t)\rangle + |o_{2}(t)\rangle\otimes |s_{2}(t)\rangle \right).$$ Тогда возникает вопрос, могут ли системы $s_{j}$мешают друг другу, и ответ - да, но только если / когда два наблюдателя совпадают друг с другом$$|o_{1}(t^*)\rangle = |o_{2}(t^*)\rangle.$$
Если бы это произошло, то независимо от того, какой путь вы выбрали, в это время у вас будут точно такие же мысли. Также может показаться, что это должно происходить только мгновенно, однако, когда мы иногда приближаемся$t^*$ мы всегда можем выразить $|o_{j}\rangle$ как некоторая сумма состояния наблюдателя в критический момент $|0\rangle$ плюс небольшое возмущение по состоянию $|j\rangle$ что идет к нулю как $t\rightarrow t^*$.
Этот аргумент довольно упрощен, поскольку наблюдатель состоит из более чем триллионов кубитов, и поэтому вам, вероятно, не нужно беспокоиться о возникновении этой процедуры цикла, и вместо этого вы будете видеть помехи только в том случае, если вы сможете сохранить связь между наблюдателем и системой. достаточно мал (и поэтому не вижу помех, возникающих из-за мешающих ветвей).
В MWI полное квантовое состояние никогда не коллапсирует. Посмотри это:https://thereader.mitpress.mit.edu/the-many-worlds-theory/.
Различные «ветви» мира могут мешать и мешают друг другу. Интерферометр с двойной щелью является ярким примером: каждый путь, по которому проходит частица, представляет собой другой мир. Фактически, я считаю правильным сказать, что вся квантовая интерференция составляет интерференцию между альтернативными «мирами».