疊加狀態是量子力學重要的基本現象,「當一位有意識的觀察者進行觀察後,狀態疊加現象發生縮併」,這是標準的哥本哈根詮釋。
1935年薛丁格提出貓論,直接強調哥本哈根詮釋的弱點:需要一位有意識的觀察者角色,才能使量子事件變成真實存在,薛丁格企圖顯示其荒謬性(發表於EPR論文之後)。
近讀量子資訊之相位阻尼,又有新的啟發,於此對薛丁格的貓再提出一個深度討論。並嘗試運用於身心健康。
[深度討論]
量子科技已經相當程度深入研究和思考量子現象,特別是疊加態和糾纏態。我們周遭的巨觀古典世界,也具有量子現象,也被微觀量子規則所規範,也是由量子現象所累積建立的世界,特別是疊加態這種最平常、最基本的量子規範。
但是,我們日常所感受的世界,卻是如此明確的因果邏輯,並不存在疊加現象,為什麼呢? 原子可以疊加態存在,量子可以疊加態存在,日常生活中,貓若要以死活疊加態存在,卻讓人不可思議,為什麼?
這兒有個聯合系統的模型,或許可以稍微解釋。
模型: 原子用量子比特|0>,|1>表示,貓用|死>,|活>表示。聯合系統的初態為|活>|1>。在原子半衰期時,聯合系統狀態變成:|活>(|0>+|1>)/√2。如果原子是|0>狀態,貓會被毒死,原子若維持|1>狀態,貓會活。這時,聯合系統態|φ>成為(|死>|0>+|活>|1>)/√2的糾纏態,|死>|1>、|活>|0>是不存在的。我們用密度矩陣來表示聯合系統:
ρ=|φ><φ|
=(|死,0> +|活,1> )( <活,1|+<死,0|)/2
=(|活,1><活,1|+|死,0><死,0|+|活,1><死,0|+|死,0><活,1|)/2
在開放的現實世界中,聯合系統[原子+毒氣裝置+貓]不可能完全與環境隔離(封閉),他會和環境產生或多或少的交互作用,將訊息洩漏出來(平常的生命系統更是如此)。這種交互作用可以用相位阻尼來描述,使得聯合系統的系綜ensemble會隨時間以指數方式衰減到對角項,也就是系統發生退相干(糾纏態、疊加態消失),成為|死,0>或者|活,1>二擇一的二元對立,而非|死,0>和|活,1>的疊加。也可以說相位阻尼是一種隱性測量過程。
在量子計算和量子通訊這兩門量子資訊科技裡,相位阻尼phase damping是很微妙和重要的量子操作和過程,也是很重要的量子干擾過程。相位阻尼,原先被認定是由「隨機分佈的相位震動和散射所引發的過程」,是種依隨隨機分佈的統計隨著時間而衰變減少的過程,讓量子現象趨於明確,卻完全不可被操作。
相位阻尼也被科學家認為,似乎可以被思考為「每天從我們日常生活中,掃除疊加態」的量子操作。也就是說,生死疊加態、健康-疾病疊加態,由相位阻尼所管制與規範。他是趨於明確化的過程。
可是,最近的研究(2003),經過適當的組合轉換,相位阻尼可以轉成相位翻轉通道phase flip
channel,也就是說,在量子科技裡,相位阻尼等價於相位翻轉通道,是可以被操作的。這是否意味著,在日常生活(巨觀古典)中,生死疊加、健康-疾病疊加,是可以被操作的? 如果答案是:是的。那麼,接下來的重點是否是「找到這個操作方法和操作程序」?