Home » Articole » RO » Știință » Fizica » Mecanica cuantică » Decoerența cuantică

Decoerența cuantică

Decoerența cuantică
Sursa https://en.wikipedia.org/wiki/File:DecoherenceQuantumClassical_en.svg

(În dispersarea clasică a corpului țintă de către fotonii de mediu, mișcarea corpului țintă nu va fi schimbată de către fotonii împrăștiați în medie. În împrăștierea cuantică, interacțiunea dintre fotonii împrăștiați și corpul țintă suprapus îi va face inseparabili, delocalizând astfel coerența fazelor de la corpul țintă la întregul sistem, ceea ce face ca modelul de interferență să fie neobservat.)

Decoerența cuantică este pierderea coerenței cuantice. În mecanica cuantică, particule precum electronii sunt descrise printr-o funcție de undă, o descriere matematică a stării cuantice a unui sistem; natura probabilistică a funcției de undă dă naștere la diferite efecte cuantice. Atâta timp cât există o anumită relație de fază între diferite stări, se spune că sistemul este coerent. Această coerență este o proprietate fundamentală a mecanicii cuantice și este necesară pentru funcționarea computerelor cuantice. Cu toate acestea, atunci când un sistem cuantic nu este perfect izolat, ci în contact cu împrejurimile sale, coerența scade în timp, un proces numit decoerență cuantică. Ca rezultat al acestui proces, comportamentul cuantic relevant este pierdut.

Decoerența a fost introdusă pentru prima dată în 1970 de către fizicianul german H. Dieter Zeh și a făcut obiectul unei cercetări active încă din anii 1980.

Decoerența poate fi privită ca pierderea informațiilor dintr-un sistem în mediul înconjurător (adesea modelat ca un rezervor termic), deoarece fiecare sistem este cuplat în mod liber cu starea energetică a împrejurimilor. Privită în mod izolat, dinamica sistemului este non-unitară (deși sistemul combinat plus mediul evoluează în mod unitar). Astfel, numai dinamica sistemului este ireversibilă. Ca și în cazul oricărei cuplări, se generează insepararabilități cuantice între sistem și mediu. Acestea au ca efect împărtpartajarea informațiilor cuantice cu – sau transferul lor către – împrejurimile.

Decoerența a fost utilizată pentru a înțelege colapsul funcției de undă în mecanica cuantică. Decoerența nu generează colapsul real al funcției de undă. Aceasta oferă doar o explicație pentru observarea colapsului funcției de undă, deoarece natura cuantică a sistemului „se scurge” în mediul înconjurător. Respectiv, componentele funcției de undă sunt decuplate de la un sistem coerent și dobândesc faze din împrejurimile lor imediate. O suprapunere totală a funcției de undă globală sau universală încă mai există (și rămâne coerentă la nivel global), dar soarta sa finală rămâne o problemă interpretațională. În mod specific, decoerența nu încearcă să explice problema de măsurare. Mai degrabă, decoerența oferă o explicație pentru tranziția sistemului la un amestec de stări care par să corespundă acelor stări pe care observatorii le percep. În plus, observația noastră ne arată că acest amestec arată că un ansamblu cuantic adecvat într-o situație de măsurare, după cum observăm că măsurătorile conduc la „realizarea” exactă a unei stări în „ansamblu”.

Decoerența reprezintă o provocare pentru realizarea practică a computerelor cuantice, deoarece se așteaptă ca astfel de mașini să se bazeze în mare măsură pe evoluția nestingherită a coerențelor cuantice. Pur și simplu, ele necesită păstrarea unor stări coerente și gestionarea decoerenței, pentru a efectua efectiv calculul cuantic.

Lasă un răspuns

Adresa ta de email nu va fi publicată. Câmpurile obligatorii sunt marcate cu *