Как можно изолировать частицу, чтобы избежать декогеренции?

Вопрос направлен на эту проблему: если есть какое-то технологическое устройство (или действие), чтобы взять на себя управление частицей/системой, чтобы сохранить ее в когерентном состоянии, то поле (сила или что-то еще), удерживающее ее от взаимодействия с " внешняя система», не является ли она сама взаимодействием?

Я имею в виду, предположим, что вы достигли достаточной изоляции, чтобы избежать декогеренции.

Откуда вы знаете, что частица все еще там?

Спасибо

Я позволил себе отредактировать ваш синтаксис и надеюсь, что не затенил ваш вопрос. Возможно, вам следует уточнить, о каком типе согласованности вы говорите. Например, лазерный свет является результатом когерентности миллионов атомов и фотонов, и, очевидно, в него вовлечено множество частиц, так что их существование несомненно.

Ответы (3)

Если вы говорите о построении квантового компьютера, то есть некоторые режимы системы, которые вам необходимо изолировать, чтобы вы могли быть уверены, что любая согласованность этих режимов сохраняется, но есть и другие режимы системы, которые вам не нужны. использовать для управления системой, и они не изолированы. Эта идея также используется в квантовой коррекции ошибок . Этот процесс использует активное управление определенными режимами системы для подавления декогерентности других режимов системы. Вы можете быть уверены, что система все еще существует, наблюдая за модами, которые не нужно изолировать. Похожая идея используется при создании квантовых логических часов , которые являются самыми точными из когда-либо построенных часов .

Спасибо за ответ, я прокомментировал в ответе @Peter Morgan, что мой вопрос направлен на проблему измерения. Здесь вы говорите о режимах , я перешел по ссылкам, но не вижу ссылок на режимы , возможно, это ответ, который я ищу. Как можно манипулировать/измерять режим и изолировать другие, это кажется очень сложным. Не могли бы вы объяснить это дальше? Спасибо
Режимы, возможно, не совсем подходящее слово. Для квантовой коррекции ошибок пространство квантовых состояний, генерируемое кубитами в коде исправления квантовых ошибок, выражается как тензорное произведение двух подпространств, одно из которых используется для измерения ошибок, а другое используется для кодирования информации. В общем, идея состоит в том, чтобы использовать контроль над некоторыми степенями свободы системы, чтобы другие степени свободы вели себя так, как если бы они были более изолированными.
Шор, Спасибо, примерно об этом и спрашиваю. Есть ли у вас какие-либо примеры (или имя для поиска в Интернете) для таких процессов, я имею в виду, как реализован контроль над некоторыми степенями свободы ?
Я полагаю, что есть несколько хороших, не слишком технических нововведений в квантовую коррекцию ошибок. Я не знаю, существуют ли квантовые логические часы с ионной ловушкой.
Спасибо, идея управления только некоторыми степенями свободы и «ионной ловушкой» - достаточно хорошая информация для начала.

В построении эксперимента много творчества, в котором используется множество различных взаимодействий в самых разных конфигурациях, поэтому не существует универсального ответа на ваш вопрос.

Однако одним из источников декогеренции являются тепловые флуктуации электромагнитного поля (непосредственной среды), которые вызываются тепловыми флуктуациями всего, что окружает интересующую нас систему. Чтобы уменьшить эффект декогеренции, мы можем окружить систему чем-то холодным, чтобы электромагнитное поле больше управлялось холодным окружением и гораздо меньше — более горячим окружением, которое находится дальше. То, как мы удерживаем холодную окружающую среду от нагревания и как мы вообще создаем холодную окружающую среду, — это относительно современные чудеса изобретения, которые в экспериментах по физике, вероятно, будут многоэтапными подвигами. В какой-то степени по мере совершенствования технологии охлаждения улучшается и физика.

Мы не можем полностью устранить тепловые флуктуации электромагнитного поля, поскольку 3-й закон термодинамики подтверждается эмпирически, так что да, окружение по-прежнему влияет на интересующую нас систему, но в меньшей степени .

Интересно, я думал, насколько неизбежны излучение, гравитация, электромагнетизм, так что источник, тепловые флуктуации, является ключевым, мой вопрос связан с проблемой измерения, в смысле обычной идеи, что «прежде чем» произвести измерение, мы уже знаем, что там есть частица, например, в двойной щели, посылающая электроны по одному Как мы могли бы знать, что посылается один электрон, если бы мы измерили или подсчитали его?, или Как его можно было бы сосчитать или измерить, если бы это не было измерено?, это звучит немного странно для меня
@HDE Вы знаете, что в некоторых экспериментах у вас есть один электрон от синхротронного излучения, как, например, в моем ответе. Или от схемы совпадения, которая дает сигнал о том, что электрон прошел и движется к цели, в других простых экспериментах. en.wikipedia.org/wiki/Particle_detector для сложных.
@anna v вы сказали «..цепь, которая дает сигнал о том, что электрон прошел», так изолирован ли электрон? Как я понимаю, то, что выходит, больше не «электрон», а «подсчитанный электрон». Как мог электрон быть изолированным, если ему нужно взаимодействовать, чтобы сообщить «быть там»? Возможно, ответ заключается в измерении независимых свойств, в классической физике, когда вы кладете массу на весы, независимо от того, было ли изменено исходное положение, потому что вы хотите знать ее вес, но в QM это большая проблема, потому что выбор может быть обязательным, и, возможно, есть не самостоятельные свойства..
@HDE Если один человек бросает мяч второму, а второй бросает мяч в корзину, это другой мяч, который прошел через корзину? Вы можете сделать простую установку с двумя счетчиками, и вы знаете, что электрон прошел и попал в щели, где у вас есть третий счетчик, который считает электрон с соответствующим совпадением и охватом площади. Что так сложно понять?
@anna v Вы знаете, шары - это классические объекты, макроскопические свойства можно измерять по одному, не сильно на них влияя, но из-за принципа неопределенности мы не можем проводить такие измерения с электронами, после измерения их положения мы получаем неопределенность в импульса, каждая мера необратимо изменяет волновую функцию.
@HDE, но это все тот же электрон. Если эксперимент провести аккуратно, разница в энергии будет небольшой (поэтому эксперименты проводятся в вакууме) и измерения будут иметь погрешность принципа неопределенности, но это не означает, что их нельзя провести. Если вы беспокоитесь о когерентности, я объяснил в своем ответе, что единственные фазы, которые могут быть зарегистрированы для отдельной частицы, будут связаны с любым полем, которое на нее влияет. Для когерентности нужны как минимум две частицы.

Как экспериментатор, я сначала обращусь к этому последнему резюме вашего вопроса:

Откуда вы знаете, что частица все еще там?

Определим термины вопроса:

Частица.

а) В физике элементарных частиц мы знаем, что частица была там по следам, которые она оставляет в пузырьковой камере.

б) по сигналам, которые он запускает при прохождении и ионизации

Измерения показали нам, что мы имеем дело с очень малыми размерами во всех количествах, массе, размере и т. д.

Мы также обнаружили, что частицы следуют квантовой динамике и решениям соответствующих уравнений движения.

В общем: могу ли я поймать одну частицу и «знать», что она там? Я этого не делал, но на ускорителях это делается миллиарды раз в секунду. Если бы я взял на себя труд разработать эксперимент, в котором одиночный протон был бы захвачен в магнитной ловушке, я бы знал, что он был там, по излучению, которое он испускал бы, колеблясь в магнитной ловушке.

Однако обычно из-за очень малых значений, сопровождающих существование частицы, приходится иметь дело с их потоком одновременно.

Теперь согласованность. Когерентность — это термин, описывающий квантово-механическое решение уравнений более чем одной частицы и относящийся к разности фаз между этими частицами: т. е. когерентность означает, что эти разности фаз остаются постоянными. Описанные как квантово-механические волны, частицы идут «в ногу». Если у вас есть только одна частица, как в моем мысленном эксперименте выше, квантово-механическое решение известно, и фазы могут быть определены только относительно поля. Пока к моему протону поступает энергия, это описание остается в силе.

Фраза «знай частицы» должна стать фразой «знай частицы».

Когерентность наблюдается макроскопически:

в лазерном свете

в сверхпроводящих магнитах на километры длины провода.

в сверхтекучести.

Все это требует миллионов частиц, и не должно возникать вопроса, есть они или нет. Ответ Питера Моргана касается вопроса стабильности таких систем.

Теперь я подозреваю, что вы задаете вопрос, исходя из утверждений о когерентности и формулировки матрицы плотности. Это связано с квантово-механическим статистическим поведением многих частиц, так что, опять же, ваш вопрос об одной частице не вычисляется. Возможно, вам следует прояснить в голове, что вы действительно хотите узнать о когерентности. Может быть, вас смущает формализм матрицы плотности ?

Я добавил несколько комментариев к другим ответам, разъясняющим концепцию вопроса «откуда вы знаете, что частица есть», спасибо.
Как можно изолировать частицу, чтобы избежать декогеренции?
СпросиСетьПолитика конфиденциальности1y, 0v