Как проверить, находился ли кот Шрёдингера в суперпозиции состояний?

Предположим, мы можем сделать сколь угодно точную подготовку кота Шредингера (и изолировать его сколь угодно хорошо, чтобы декогеренция не была проблемой). Если мы подготовим множество кошек в этом состоянии, какое измерение может сказать нам, находились ли эти кошки в суперпозиции мертвых/живых состояний или просто в их смеси? Конечно, я имею в виду эксперименты не с запускающей яд распадающейся частицей, а с самой кошкой.

Я предполагаю, что нам нужен какой-то эксперимент с двумя щелями или другой эксперимент, который позволил бы нам увидеть интерференцию между мертвыми и живыми состояниями, но я не могу придумать эксперимент, подходящий для такой большой «частицы», как кошка.

Для пояснения: давайте смоделируем нашего «кота» как объект с двумя возможными состояниями, вроде переохлажденной жидкости и кристалла. Таким образом, переохлажденная жидкость будет соответствовать живому коту, а кристалл — мертвому коту. Т.е. в этой модели распадающаяся частица создала бы место зарождения.

Тогда возникает вопрос, как экспериментально различить состояние α | л я д ты я г ⟩ + β | с р у с т а л ⟩ от государства α | л я д ты я г ⟩ ⟨ л я д ты я г | + β | с р у с т а л ⟩ ⟨ с р у с т а л | , учитывая, что мы можем подготовить произвольное количество копий системы в таком состоянии.

<rant> Dead не является вектором состояния, как и Alive . Распространенное утверждение, что кошка находится в суперпозиции мертвого и живого состояний, вводит в заблуждение.</rant> В принципе возможно обнаружить суперпозицию макроскопических объектов , но я согласен, что трудно понять, как это можно было бы сделать на самом деле. .
Почему минус? Помимо моих разглагольствований о суперпозиции мертвых/живых, это кажется вполне разумным вопросом.
Ваша тирада, вероятно, именно поэтому получила отрицательный голос (хотя это было не от меня). Кошка Шредингера настолько искажена в популярной культуре и средствах массовой информации, что у нас есть куча людей, которые ходят вокруг, думая, что на практике возможно приготовить мертвую и живую кошку.
Проблема с вопросом в том, как вы определяете мертвых/живых? Разве это не сложно даже в классическом контексте?
ОП, уточните, если вы спрашиваете: «Существуют ли методы измерения для определения того, является ли одно состояние суперпозицией?» или «Существуют ли методы измерения для определения того, находится ли макроскопический объект в суперпозиции?» или «Существуют ли методы, позволяющие определить, находится ли кот Шредингера в суперпозиции мертвого и живого?» . Как говорит Джон Ренни, последний вопрос — ерунда, но первые два были бы одинаково хороши.
@ACuriousMind Я отредактировал вопрос

Ответы (1)

Проблема в том, что

предположим, что мы можем сделать сколь угодно точное приготовление кота Шредингера

это не совсем то, что вам нужно сделать. Вам нужно расширить свои возможности, чтобы вы могли сколь угодно точно реализовать унитарное , которое требует | а л я в е ⟩ к U | а л я в е ⟩ "=" 1 2 ( | а л я в е ⟩ + | г е а г ⟩ ) . Если вы хотите иметь возможность обнаружить это, вам нужно разумно ограничиться малой размерностью, которая затем подразумевает ортогональность, что

U | г е а г ⟩ "=" − 1 2 ( | а л я в е ⟩ − | г е а г ⟩ )

Идея состоит в том, чтобы дважды запустить вашу кошку через черный ящик, что неизменно даст

U 2 | а л я в е ⟩ "=" | г е а г ⟩ .
Этого невозможно достичь с помощью чисто бессвязного управления популяцией: если ваша коробка убивает живых кошек в 50% случаев и оживляет мертвых кошек в 50% случаев, то смесь 50-50 мертвых/живых может привести только к 50-50 мертвым кошкам. /живая смесь. По сути, вы запускаете осцилляции Раби вместо некогерентного затухания и возбуждения.

Этот метод будет довольно сложно реализовать с настоящей кошкой, поскольку наши современные технологии не позволяют нам воскрешать мертвых. С более обратимым переходом, таким как ваш жидкокристаллический, есть больше надежды — вам просто нужно быть осторожным и последовательным в своем контроле обоих направлений перехода.

Или, еще лучше, определить U так что U \к г е а г "=" + 1 2 ( \к а л я в е − \к г е а г ) , то вы получите U 2 \к а л я в е "=" \к а л я в е , то есть 100% оживление :) .
Как проверить, находился ли кот Шрёдингера в суперпозиции состояний?
СпросиСетьПолитика конфиденциальности1y, 0v