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量子测量不是揭示现实,而是创建现实

发布时间:2023-11-10 11:05:06 所属栏目:外闻 来源:
导读:我们都知道,物理学是基于实验观察的。我们通过与系统外部的仪表相互作用,来获得关于系统内部性质的信息。例如,我们可以用一个温度计来测量一个物体的温度,或者用一个电流表来测量一个电路中的电流。但是,这些相
我们都知道,物理学是基于实验观察的。我们通过与系统外部的仪表相互作用,来获得关于系统内部性质的信息。例如,我们可以用一个温度计来测量一个物体的温度,或者用一个电流表来测量一个电路中的电流。但是,这些相互作用并不是无损的。当我们用仪表来测量系统时,我们也会对系统造成一定的扰动,改变它的状态。这就是所谓的反馈作用。

在大多数经典现代物理学中,流体流动的反馈作用通常可以忽略不计,或者通过实时地校准机械仪表传感器来消除。但是,在量子物理学中,反馈作用却有着根本性的限制。根据海森堡不确定性原理,我们不能同时精确地知道一个系统的两个互补性质,比如位置和动量,或者能量和时间。这意味着,当我们用仪表来测量系统的一个性质时,我们必然会增加系统另一个性质的不确定性。这就是所谓的反馈不确定性。

那么,反馈不确定性对测量结果有什么影响呢?在经典物理学中,我们通常认为测量结果是系统性质的客观反映,与测量方法无关。换句话说,我们认为系统的性质是存在于系统本身的现实元素,而不是由测量产生的。但是,在日常生活的量子物理学中,这种观点却经常遇到了很多困难和各种各样的悖论。

作者使用了一种称为弱值的概念来描述这种动力学变化。弱值是一种在弱测量中使用的量子平均值,它可以在某些情况下超出系统性质的本征值范围,甚至出现复数或无穷大的结果。作者证明了,在反馈不确定性足够小的情况下,非线性系统动力学性质的弱值可以从反馈作用的非线性系统的哈密顿-最小二乘雅可比动力学方程中得到。

这篇论文为我们提供了一个全新而有趣的视角,来理解量子物理学中测量和现实之间的关系。通过演示系统的能量和量表之间的协同作用所导致的动态控制与操作方式,该实验还向我们展示了新的、有用的量子技术的应用前景。

(编辑:汽车网)

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