Существует ли «естественная» суперпозиция частиц?

Изучая основы квантовых компьютеров, я наткнулся на вентили Адамара и узнал, что эти вентили используются для помещения кубитов в суперпозицию, что означает, что эти кубиты одновременно равны 0 и 1. Я также узнал, что суперпозиция очень чувствительна к внешним воздействиям и может быть быстро «разрушена».

Учитывая, что суперпозиция кажется такой хрупкой: существует ли она естественным образом? Существуют ли частицы, находящиеся в суперпозиции более длительный период времени?

Для фотонов суперпозиции соблюдаются проще, чем, скажем, для ядра в ЯМР. Как выразился комментатор, основа декогеренции для системы важна. Теперь с запутыванием немного сложнее, но его также можно сделать и поддерживать, хотя в «естественных» условиях оно встречается реже.

Ответы (4)

Одно из распространенных заблуждений, которое часто возникает у людей, начинающих работу с QM, состоит в том, что они думают, что система либо находится в состоянии суперпозиции, либо нет. На самом деле суперпозиция определяется только относительно определенного базиса (например, собственных состояний некоторой наблюдаемой).

Если система находится в состоянии суперпозиции относительно одного базиса, всегда можно определить базис там, где его нет, и наоборот.

Так, например, частица с определенным положением находится в суперпозиции импульсных состояний или спина, направленного вверх относительно г направление находится в суперпозиции вверх и вниз относительно Икс или у направления.

Я собирался сказать почти то же самое. Однако, хотя легко найти базис, в котором состояние является суперпозицией, не обязательно легко найти базис, где это не так, если только вы не определяете базис в терминах состояния. Кроме того, это «наоборот».
Это хороший ответ. Возможно, лучше было бы задать его в отношении основы декогеренции для системы.
Если гамильтониан ЧАС имеет только простые собственные значения, что дает вам специальную основу. Возможно, имелось неявное предположение об этом или каком-то подобном основании?
Это причина, по которой я чувствовал, что QM сразу же становится более понятным, если добавить немного математики. Как только вы поймете основы абстрактных векторных пространств, вы бесплатно получите много интуитивного представления о первом квантовании. И я чувствую, что большая часть «странностей» просто исчезает.
Возможно, стоит упомянуть, что в некоторых случаях — например, с нейтральным каоном — есть основания, объясняющие доминирующее поведение системы. Конечно, вы можете сказать: «Ну, каон находится в суперпозиции, только если вы посмотрите на него с определенной точки зрения», но он все равно будет демонстрировать два поведения при распаде.

Да, суперпозиции встречаются повсеместно. Например, электроны в молекуле не локализованы; это форма суперпозиции. Подробности см. в разделе Химическая связь как явление суперпозиции , а также в этом сообщении в блоге , где излагаются эти идеи.

Каноническим примером, вероятно , являются осцилляции нейтрино , где собственные состояния аромата являются суперпозицией собственных состояний массы, что приводит к изменению ароматов нейтрино во время эволюции без взаимодействия. Экспериментальная проверка и последствия этого были признаны Нобелевской премией по физике 1995 года .

  1. Я думаю, вы спрашиваете о квантовой суперпозиции состояний квантово-механических свойств частицы.

  2. конечно, люди обычно говорят о том, что сама частица находится в суперпозиции, но, согласно КМ, мы обычно говорим о том, что КМ-свойство частицы находится в суперпозиции, например, ее волновая функция

  3. вы можете говорить о суперпозиции свойства QM частицы, например, что спин частицы вдоль оси x находится в суперпозиции состояний

  4. да, вы правы, суперпозиция существует естественным образом. С другой стороны, когда вы говорите о запутанности, она обычно существует намеренно, потому что мы создаем запутанные частицы (это тоже может происходить естественным образом, но не обычно). Но мы не создаем специально частицы с суперпозицией. Суперпозиция естественна, потому что она утверждает, что для всех линейных систем чистый отклик представляет собой сумму каждого из них. Это естественно существует в каждой линейной системе. Следовательно, свойства QM частиц находятся в суперпозиции до тех пор, пока они не будут измерены. Так что ваш вопрос, если они существуют в течение длительного времени, да стабильная система, которая не распадается, будет существовать в суперпозиции, пока не будет измерено.

Существует ли «естественная» суперпозиция частиц?
СпросиСетьПолитика конфиденциальности1y, 0v