ฟังก์ชันคลื่นสากลสอดคล้องกันทั่วโลกหรือไม่?

Aug 16 2020

ในบทความของ Wikipedia เกี่ยวกับการทำลายควอนตัมระบุว่าแม้การตกแต่งแบบควอนตัมจะสร้างลักษณะของการล่มสลายของคลื่น

การซ้อนทับทั้งหมดของฟังก์ชันคลื่นสากลหรือสากลยังคงมีอยู่ (และยังคงสอดคล้องกันในระดับโลก) แต่ชะตากรรมขั้นสุดท้ายยังคงเป็นปัญหาในการตีความ

สิ่งนี้ส่วนใหญ่สมเหตุสมผลสำหรับฉัน แต่สิ่งที่ฉันกำลังดิ้นรนคือการอ้างสิทธิ์ในวงเล็บ ฟังก์ชันคลื่นสากลสอดคล้องกันทั่วโลกหรือไม่?

เมื่อมองแวบแรกก็สมเหตุสมผลแล้วที่จะเป็นเช่นนั้น เนื่องจากฟังก์ชั่นคลื่นสากลอธิบายทุกอย่างจึงไม่มีสภาพแวดล้อมภายนอกที่จะทำปฏิกิริยาเพื่อก่อให้เกิดความเสียหาย ในทางกลับกันความจริงที่ว่ามันเชื่อมโยงกันทั่วโลกจะทำให้ฉันเชื่อว่าสถานะควอนตัมทั่วโลกที่แตกต่างกันของจักรวาล (อธิบายจักรวาลคู่ขนาน) สามารถรบกวนซึ่งกันและกันได้ซึ่งฉันสงสัยอย่างมากว่าเป็นเช่นนั้น

ฉันถามคำถามที่คล้ายกันในบริบทของการทดลองความคิดของSchrödinger's Cat และคำตอบที่ฉันได้รับดูเหมือนจะชี้ให้เห็นว่าระบบควอนตัมสามารถสูญเสียการเชื่อมโยงกันทั่วโลกได้เพียงแค่โต้ตอบกับตัวเองซึ่งฉันก็สงสัยอย่างมากเช่นกัน

ฉันขาดอะไรไป? บางทีความสัมพันธ์ระหว่างการเชื่อมโยงกันของสถานะควอนตัมและความสามารถในการแทรกแซงซึ่งกันและกันนั้นซับซ้อนกว่าที่ฉันคิด วิธีนี้ทำงานอย่างไร?

แก้ไข: ฉันตระหนักดีว่าการล่มสลายของคลื่นไม่ได้เกิดขึ้นภายใต้การตีความหลายโลก

คำตอบ

1 NAMcMahon Aug 24 2020 at 12:20

พิจารณาเฉพาะการตีความทฤษฎีควอนตัมหลายโลก

คุณสามารถคิดว่าฟังก์ชันคลื่นสากลเป็นสถานะบริสุทธิ์ (และถ้าไม่เป็นอย่างนั้นให้เพิ่มควิตจนกว่าจะเป็นหนึ่ง) และยังคงเป็นเช่นนั้นเสมอ ดังนั้นหากคุณมีคลื่นของแบบฟอร์ม$$|\Psi\rangle = \frac{1}{\sqrt{2}} \left(|\phi_{1}\rangle + |\phi_{2}\rangle \right)$$ แล้วคุณจะพบ $|\phi_{1}\rangle$ และ $|\phi_{2}\rangle$ สามารถรบกวนกันได้เหมือนปกติ

เมื่อคุณเริ่มคิดถึงผู้สังเกตการณ์มันจะสับสนขึ้นเล็กน้อย แต่เขียนฟังก์ชันคลื่นสากลเป็น: $$|\Psi(t)\rangle = \frac{1}{\sqrt{2}} \left(|o_{1}(t)\rangle\otimes |s_{1}(t)\rangle + |o_{2}(t)\rangle\otimes |s_{2}(t)\rangle \right).$$ จากนั้นคำถามจะกลายเป็นระบบต่างๆ $s_{j}$รบกวนซึ่งกันและกันและคำตอบคือใช่แต่เฉพาะในกรณีที่ / เมื่อผู้สังเกตการณ์ทั้งสองจับคู่กัน$$|o_{1}(t^*)\rangle = |o_{2}(t^*)\rangle.$$

หากสิ่งนี้เกิดขึ้นไม่ว่าคุณจะเดินไปทางไหนคุณก็มีความคิดเหมือนกันในตอนนี้ ดูเหมือนว่าสิ่งนี้ควรจะเกิดขึ้นทันทีทันใดอย่างไรก็ตามเมื่อเราอยู่ใกล้ ๆ$t^*$ เราสามารถแสดงออกได้เสมอ $|o_{j}\rangle$ เป็นผลรวมบางส่วนของสถานะของผู้สังเกตการณ์ในช่วงเวลาวิกฤต $|0\rangle$ บวกกับการก่อกวนเล็กน้อยตามรัฐ $|j\rangle$ ที่ไปศูนย์เป็น $t\rightarrow t^*$.

อาร์กิวเมนต์นี้ค่อนข้างง่ายเนื่องจากผู้สังเกตการณ์สร้างขึ้นจาก qubits นับล้านล้านดังนั้นคุณอาจไม่ต้องกังวลเกี่ยวกับขั้นตอนการวนซ้ำนี้ที่เกิดขึ้นและจะเห็นสัญญาณรบกวนแทนหากคุณสามารถรักษาการเชื่อมต่อระหว่างผู้สังเกตการณ์และระบบได้ มีขนาดเล็กเพียงพอ (จึงไม่เห็นสัญญาณรบกวนที่เกิดจากกิ่งไม้ที่รบกวน)

3 S.McGrew Aug 18 2020 at 22:47

ใน MWI สถานะควอนตัมทั้งหมดไม่เคยพังทลาย ดูนี่:https://thereader.mitpress.mit.edu/the-many-worlds-theory/.

"สาขา" ที่แตกต่างกันของโลกสามารถแทรกแซงซึ่งกันและกันได้ อินเทอร์เฟอโรมิเตอร์แบบร่องคู่เป็นตัวอย่างที่ชัดเจน: แต่ละเส้นทางที่อนุภาคใช้แสดงถึงโลกที่แตกต่างกัน อันที่จริงฉันคิดว่ามันถูกต้องที่จะบอกว่าการรบกวนควอนตัมทั้งหมดเป็นการรบกวนระหว่าง "โลก" ทางเลือก