Decoerência Quântica

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Mecânica quântica
{\Delta x}\, {\Delta p} \ge \frac{\hbar}{2}
Princípio da Incerteza
Introducão a...

Formulação matemática

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Na mecânica quântica, a decoerência quântica é a perda da coerência ou ordenamento de ângulos de fase entre componentes de um sistema numa sobreposição quântica.[1] Uma das consequências deste defaseamento é a adição do comportamento clássico ao sistema. A decoerência quântica dá a aparência de colapso de função de onda (redução das possibilidades físicas numa única possibilidade como vista por um observador) e justifica o quadro e intuitividade da física clássica como uma aproximação aceitável. A decoerência é o mecanismo pelo qual o mecanismo clássico emerge do quântico e determina a localização da fronteira clássico-quântica e ocorre quando um sistema interage com o seu ambiente de uma maneira termodinamicamente irreversível. Isto previne que diferentes elementos na superposição quântica da função de onda ambiente + sistema interfiram entre si. A decoerência tem sido objeto de grande pesquisa desde a década de 1980.[2]

Decoerência pode ser vista como a perda de informação a partir de um sistema para o ambiente (frequentemente modelada como um banho térmico),[3] uma vez que cada sistema é de baixo acoplamento com o estado energético do seu entorno. Considerado isoladamente, a dinâmica do sistema é não-unitária (embora o sistema combinado mais o ambiente evolua de uma forma unitária).[4] Assim, a dinâmica do sistema por si só é irreversível. Como acontece com qualquer acoplamento, emaranhamentos são gerados entre o sistema e o ambiente. Estes têm o efeito de partilhar informação quântica com - ou transferindo-o para - os arredores.

Decoerência não gera colapso da função de onda real. Ele só fornece uma explicação para a observação do colapso da função de onda, como a natureza quântica do sistema "vaza" no ambiente. Ou seja, os componentes da função de onda são dissociados de um sistema coerente, e adquirem as fases de seus arredores imediatos. A superposição total da função de onda universal ou global ainda existe (e continua a ser coerente a nível global), mas o seu destino final continua a ser uma questão de interpretação. Especificamente, decoerência não tenta explicar o problema da medição. Em vez disso, decoerência fornece uma explicação para a transição do sistema a uma mistura de estados que parecem corresponder a esses estados observadores percebidos. Além disso, a nossa observação nos diz que esta mistura parece um bom conjunto quântico em uma situação de medição, como observa-se que as medidas levam à "realização" de precisamente um estado no "conjunto".

A decoerência representa um desafio para a realização prática de computadores quânticos, uma vez que se prevê que tais máquinas dependam muito da evolução tranquila de coerências quânticas. Simplificando, eles exigem que os estados coerentes sejam preservados e que a decoerência seja gerida, a fim de realizar, na verdade, a computação quântica.

Mecanismos[editar | editar código-fonte]

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Referências

  1. Brune M, Hagley E, Dreyer J, Maıtre X, Maali A, Wu nderlich C, Raimond JM, Haroche S. (1996). "Observing the Progressive Decoherence of the “Meter” in a Quantum Measurement". Phys Rev Lett 77: 4887-4890.
  2. Schlosshauer, Maximilian. (2005). "Decoherence, the measurement problem, and interpretations of quantum mechanics". Reviews of Modern Physics 76 (4): 1267–1305. DOI:10.1103/RevModPhys.76.1267. Bibcode2004RvMP...76.1267S.
  3. Bacon, D. (2001). "Decoherence, control, and symmetry in quantum computers". arΧiv:quant-ph/0305025arΧiv:quant-ph/0305025. 
  4. Lidar, Daniel A.; Whaley, K. Birgitta. Irreversible Quantum Dynamics. Berlin: [s.n.], 2003. 83–120 pp. vol. 622.