Decoherence and its Role in the Modern Measurement Problem
退相干被广泛认为与量子测量问题有关，但要弄清楚什么是困难的，因为传统上在基础和哲学讨论中提出的“测量问题”已经与真实物理学提出的概念问题有些脱节。这反过来又是因为在教科书和基础讨论中讨论的量子力学在某种程度上已经脱离了科学实践，特别是在涉及测量分析的地方。本文有两个目标：首先（第1-2节），介绍了现代物理学中如何实际处理量子测量（提示：它不涉及波函数的坍缩），并从该帐户的角度陈述测量问题;其次（第3至4条），为了澄清退相干在现代测量理论中扮演的角色，以及它对已经提出的解决这些问题的各种策略的影响，测量问题。
2011-11-09 quant-ph
Partial traces in decoherence and in interpretation: What do reduced states refer to?
当任务是解释量子力学本身时，对约化态概念的解释是一个微妙的问题，具有相关的后果。本文的目的是论证约化态不是子系统的量子态，而量子态是整个复合系统的态。在明确问题之后，我们的论证分为三个阶段。首先，我们考虑环境引起的退相干现象的情况下，其中的子系统相互作用的一个例子，我们表明，退相干不解决测量问题，正是因为约化状态的测量仪器是不是它的量子态。第二，非相互作用的情况下，说明了无崩溃的解释，在其中，我们表明，某些众所周知的实验结果不能占由于这样一个事实，即被测系统和测量仪器的约化状态被认为是他们的量子态。最后，我们证明了约化态是一种粗粒态，因此它们取消了子系统与其他子系统之间的相互作用或纠缠。
2014-04-12 quant-ph
Characterization of Decoherence from an Environmental Perspective
对于相位阻尼（纯退相干）的情况下，我们研究了环境特性在多大程度上印在开放量子系统上。使用量子信道的方法描述的动力学。我们研究什么知识的渠道可能揭示其潜在的动态的性质，相反，什么动态告诉我们如何一致地模拟环境。我们发现，对于马尔可夫相位阻尼信道，即与时间连续马尔可夫演化兼容的信道，环境可以充分地由仅几个相干态的混合物来表示。对于任意Hilbert空间维数的$N\geq 4$，我们改进了{ \it量子相位阻尼}的概念，并给出了它的一种识别方法.对称性的考虑被用来确定系统的消相干自由子空间。
2010-12-21 quant-ph
Preferred basis without decoherence
本文的目的是论证“偏好基问题”不是一个真正的测量问题。我们将证明，给定一个装置，在最终状态下可以通过基的变化建立的无限相关性中，只有一个具有物理意义。正是仪器，通过它的相互作用哈密顿量，选择了一个单一的基础，并确定了要测量的可观测量，即使没有退相干。
2008-12-02 quant-ph
Decoherence of trapped bosons by buffer gas scattering: What length scales matter?
我们提出并回答了一个关于量子退相干所涉及的长度尺度的基本问题：一个量子系统的两个部分在空间中相距多远，才能在一个共同的量子环境中使它们退相干，就好像它们是完全分开的一样？我们将这个问题具体地放在冷原子的背景下。在不同种类的热原子（“缓冲气体”）的环境分别对两种粒子数作出反应之前，两种玻色子的数量必须相距多远？这个长度尺度的初始猜测是缓冲气体的热相干长度，我们表明，一个标准的玻恩-马尔可夫治疗部分支持这个猜测，但只预测逆平方饱和的退相干率与距离，而不是更突然的高斯行为的缓冲气体的一阶相干。我们证实了这Born-Markov结果与更严格的理论，基于一个精确的解决方案的两个散射体散射问题，这也扩展了弱散射的结果。然而，最后，我们表明，当考虑到缓冲气体储层内的相互作用，突然饱和的退相干速率发生，指数的缓冲气体的平均自由程的长度尺度上。
2014-02-13 physics.atom-ph quant-ph
Quantum decoherence in a pragmatist view: Resolving the measurement problem
本文旨在说明如何采用实用主义的解释允许一个令人满意的解决方案的量子测量问题。一旦认识到描述或表示量子系统的行为不是量子态的函数，经典的测量问题就迎刃而解了。关于什么时候应用玻恩定则以及应用于什么的剩余问题，可以通过明智地诉诸退相干来解决。即使量子场论并不描述粒子，这也能让人们理解光子和其他粒子的测量。
2012-07-30 quant-ph
Decoherence in the three-state quantum walk
量子行走是一种在量子计算和模拟系统的量子模拟中有广泛应用的动力学系统，因此了解从一个孤立的过程到一个嵌入环境中的过程的变化是一个共同的兴趣。本文研究了三态一维量子行走中的退相干。考虑到环境影响的方法是相位和振幅阻尼Kraus算子，硬币空间上的单一噪声和断开的链接。
2021-07-19 quant-ph
Arrival time and Bohmian Mechanics: It is the theory which decides what we can measure
本研究围绕玻姆力学框架下量子粒子到达时间分布测量的相关方案与学术争议展开，分析争论双方的正误，明确该方案的可测量性及与无信号定理的关系。
2024-09-16 physics.hist-ph quant-ph
Quantum Decoherence of Single-Photon Counters
量子系统与环境的相互作用导致了所谓的量子退相干。除了它的基本意义之外，在各种情况下对这种动力学的理解和可能的控制是掌握量子信息处理的关键因素。在这里，我们报告的定量探测什么可以被称为量子退相干的检测器，一个过程让人想起的退相干的量子态的存在下，耦合与水库。我们演示了如何在噪声环境的影响下，两个单光子计数器的量子特性消失。因此，我们在实验上见证了测量设备的全量子操作到“半经典状态”之间的过渡，由正维格纳函数描述。这两种制度之间的确切边界是明确确定和测量实验。
2011-09-02 quant-ph
Independent Noise Approximation for Spin-Boson Decoherence
量子纠错是一种解决方案，以保持受噪声影响的物理系统中编码的量子信息的保真度。然而，不利的相关错误，甚至可以诱导通过环境（浴）的非相互作用的量子位，当他们“包装”在一起。问题是，我们在多大程度上可以将浴缸引起的噪音视为独立的？在自旋玻色子模型的背景下，我们表明，在一些合理的约束下，独立的噪声近似可能是有效的。另一方面，在强关联极限下，我们证明了如何使消相干自由子空间方法变得适用。这两种方法的结合使得容错量子计算在对抗相关错误方面具有很大的潜力。
2007-07-18 quant-ph
The Measurement Problem: Decoherence and Convivial Solipsism
测量问题通常被认为是量子形式主义内部的不一致性。自从量子力学诞生以来，人们已经做了许多尝试来解决（或消除）它。这些尝试的形式取决于其作者所支持的哲学立场。我将回顾其中一些并分析其相关性。退相干现象通常被认为是一种存在于纯量子形式主义中的解决方案，不需要任何特定的哲学假设。然而，一个广泛争论的问题是在两种不同的解释之间做出决定。第一个是考虑退相干过程实际上将叠加态投射到它的一个经典可解释的分量中，因此做了与归约公设相同的工作。对于第二种情形，退相干只是说明为什么没有宏观叠加态，从而解释了宏观世界的经典表象，而系统、仪器和环境之间的量子纠缠永远不会消失。在这种情况下，解释为什么只观察到一个确定的结果仍然是要做的。在本文中，我检查的参数，已经给出了支持和反对这两种解释和捍卫一个新的立场，“欢乐唯我论”，根据该结果，观察到的是相对于观察者，不同的，但在密切平行的埃弗雷特的解释和共享也有一些相似之处与罗韦利的关系解释和量子贝叶斯主义。我还展示了如何“欢乐的唯我论”可以帮助获得一个新的EPR悖论的立场，提供了一种摆脱标准的困境，是必须放弃现实主义或地方性之间的选择。
2016-02-28 quant-ph
On the preferred-basis problem and its possible solutions
文献中提到的首选基问题与测量问题和多世界解释有关。有人认为，这个问题实际上对应于两个不等价的问题：（i）优选分解问题，即，什么选出系统的适当状态向量的优选分解作为有限或可数向量集的和？以及（ii）优选代表问题，即，是什么选出了一个系统的希尔伯特空间的优选表示？在本文中的首选分解问题的解决和两个过程，即退相干和永久空间分解（PSD），检查和比较可能的解决方案，这个问题。它表明，也许与共同的信念，在现实的情况下，退相干是不足以解决的首选分解问题。PSD是宇宙的波函数分解成永久不重叠的波包的（假设的）趋势。PSD的形成大致可以分为三个阶段：微观分解、放大和与环境的相互作用。退相干理论只考虑与环境的相互作用，而忽略了前两个阶段。由于这个原因，PSD从根本上不同于退相干，并且与退相干不同，PSD为优选分解问题提供了一个简单且非难以捉摸的解决方案。
2010-08-22 quant-ph
Decoherence-Free Emergence of Macroscopic Local Realism for entangled photons in a cavity
研究了环境噪声对腔中参量发射产生的偏振纠缠光的影响。通过采用最近发展的可分性判据，我们证明了：i）自激励可以抑制噪声对纠缠的不利影响; ii）当自激励有效时，包含噪声的参量辐射的经典模型对可分性判据中的期望值提供了与量子理论相同的结果.此外，我们表明，在宏观极限，这是不可能观察到违反当地的现实主义与测量的$n$粒子的相关性，无论n，但有限的。这些结果提供了一个有趣的例子，出现了宏观局域现实主义的存在下，强纠缠，甚至在没有退相干。
2005-02-11 quant-ph
Beyond Copenhagen: Following the Trail of Decoherence in Feynman's Light Microscope
本文通过费曼光显微镜探讨退相干理论，质疑波函数坍缩，提出经典世界可能由薛定谔方程平滑演化涌现，并讨论量子力学的解释困境。
2025-09-11 quant-ph
Measuring Quantum Superpositions (Or, "It is only the theory which decides what can be observed.")
在这项工作中，我们试图面对正统的普遍要求目前在基础文献的量子力学（QM），根据"叠加从来没有实际观察到在实验室“。为了做到这一点，我们首先对著名的测量问题进行了批判性的分析，我们认为，这一问题是严格应用实证主义者的要求来推翻他们对“理论”的具体理解下的量子形式主义的。在这种情况下，投影公设（或测量规则）的特别引入可以被理解为来自天真的哲学观点的必要要求，该观点假定观察是“常识”经验的不言自明的给定-独立于形而上学（范畴）的预设。然后，我们把我们的注意力转向两个“非崩溃”的解释QM-即模态和许多世界-即使否认“崩溃”是一个真正的物理过程，无论如何保留测量规则作为一个必要的元素的理论。相反，按照爱因斯坦的说法，“只有理论才能决定什么是可以观察到的”，我们提出了一个回归到现实主义的“物理理论”的代表性理解，其中“观察”被认为是来自理论前提。正是从这个角度出发，我们讨论了一个新的非经典概念表示，它使我们能够理解量子现象的直观（anschaulicht）的方式。在不考虑投影公设的情况下，我们讨论了测量和观测量子叠加态的一般物理条件。
2020-07-02 physics.hist-ph quant-ph
Decoherence induced by a dynamic spin environment (I): The universal regime
本文分析了与具有非平凡内部动力学的自旋链相互作用（XY型相互作用）在单个量子比特上引起的退相干。本文的目的是研究所谓的普遍制度的存在和性质，其中退相干时间尺度变得独立的强度与环境的耦合。结果表明，虽然确实存在这样的制度，如先前由Cucchietti \textit{et al}在{ \em Phys.Rev.A}，75：032337（2007）中建立的，但它不是环境中量子相变的明确特征。事实上，这种普适性在没有量子相变的情况下也同样存在。一个普遍的制度可以与环境的哈密顿量和表征系统-环境相互作用的哈密顿量之间的能量尺度分离的存在有关。结果还表明，在强耦合制度的量子相变不产生增强的退相干（相对于发生在弱耦合制度）。
2007-09-17 quant-ph
Correlations decide a shallow-circuit advantage
Southern University of Science and Technology（南方科技大学）；Faculty of Computility Microelectronics, Shenzhen University of Advanced Technology（深圳先进技术学院计算微电子学院）；Guangdong Provincial Key Laboratory of Computility Microelectronics（广东省计算微电子重点实验室）；Pengxin Quantum Technology (Shenzhen) Co., Ltd.（鹏心量子技术（深圳）有限公司）
本研究证明量子浅层电路优势的认证取决于单比特和成对相关性，提出基于不等式的测试，在容差内样本最优，并指出实验关键在43量子比特纠缠态。
2026-10-06 quant-ph
The measurement problem in the light of the theory of decoherence
本文基于退相干理论，通过精确定义测量和引入新词汇，提出量子力学作为概率论的详尽测量问题解决方案，并验证其一致性及观察者定义。
2023-08-30 physics.hist-ph quant-ph
Decoherence, Einselection, and the Existential Interpretation (the Rough Guide)
描述了退相干和环境诱导的超选择在从量子衬底中产生经典中的作用。非选定量子指针态与环境之间的关联稳定性使得它们几乎像经典态曾经被认为存在的那样客观地存在：有一些方法可以找到系统的指针态，这些方法利用它们与环境的关联冗余，并且使非选定态基本上不受扰动。某些量子态的这种相对客观的存在有利于量子环境中概率的操作定义。此外，一旦有状态“存在”并且可以“发现”，传统意义上的“崩溃”就不再必要了--实际上，它已经发生了。观察者的记录将包含有效崩溃的证据。的作用，在处理和存储的信息的首选状态被强调。存在性解释的基础上的相对客观存在的稳定的相关性之间的einselected状态的观察者记忆和外部宇宙的制定和讨论。
1998-05-21 quant-ph
What is "system": the information-theoretic arguments
什么是“制度”？是现代量子力学的基础在这里，我们指出在信息理论的背景下，这个话题的兴趣。例如，在一个示例中，我们指出了操纵一对相互不相互作用的非纠缠系统以利用由同一个复合系统组成的新定义的“（子）系统”的纠缠的可能性。考虑到复合系统分成“子系统”的不同划分，系统的哈密顿量通常可以执行非等价的量子计算。重新定义复合系统的“子系统”可以被视为避免量子硬件中退相干的一种方法。原则上，所有的概念都是指像氢原子一样简单的复合系统。
2006-11-24 quant-ph
System-reservoir dynamics of quantum and classical correlations
我们解决的经典和量子关联的退相干现象的系统水库动力学，关于一个两个量子比特的复合系统与两个独立的环境相互作用。研究了最常见的噪声通道（幅度阻尼、相位阻尼、位翻转、位相位翻转和相位翻转）。通过分析和数值计算，我们发现，与文献中通常所说的相反，退相干可以在系统与环境之间没有纠缠的情况下发生。我们还发现，在某些情况下，最初存在于系统中的二分量子关联被完全蒸发，而不是转移到环境中。
2010-02-23 quant-ph
Decoherence, Entanglement and Irreversibility in Quantum Dynamical Systems with Few Degrees of Freedom
本文综述了近几年来短波长范围内耦合量子动力学系统的研究进展。我们制定并试图回答三个基本问题：（一）是什么驱动一个动态量子系统的行为经典？(ii)是什么决定了两个耦合的量子力学系统纠缠的速率？(iii)不可逆性是如何在自由度很少的量子系统中发生的？我们嵌入这三个问题在更广泛的背景下的量子-经典对应，这促使使用短波长近似量子力学，如基于量子力学的半经典方法和随机矩阵理论。这样做，我们提出了一个新的调查程序对退相干和出现的经典的量子动力系统耦合到外部自由度。我们重现已知的结果，使用主方程或Lindblad方法，但也产生新的。特别是，我们展示了局部指数不稳定性如何影响量子混沌动力学系统的时间演化。我们广泛依赖于数值实验来说明我们的研究结果，并简要地评论可能的扩展到更复杂的问题，涉及环境与$n \gg 1$相互作用的动力系统，超越解耦谐振子模型的Caldeira和Leggett。
2009-02-18 cond-mat.mes-hall nlin.CD quant-ph
Decoherence induced by interacting quantum spin baths
研究了耦合到一维量子自旋链上的二能级系统的退相干。我们考虑的情况下，链的动力学是由伊辛，XY，或海森堡交换哈密顿量。这种量子浴模型对于理解开放量子系统中的退相干具有根本的重要性，因为它可以通过使用光晶格中的原子进行实验设计。作为一个例子，在这里，我们展示了如何实现一个耦合到相互作用的自旋浴量子位系统的纯退相模型。我们提供的结果，超越了中央自旋均匀耦合到所有的自旋浴的情况下，特别是显示会发生什么时，浴进入不同的阶段，或成为关键;我们还研究了相干损失对系统耦合到的浴自旋的数量的依赖性，并且我们描述了其中退相干表现出普遍特征的耦合无关的状态，而不管系统-环境耦合强度如何。最后，我们建立了退相干和浴内纠缠之间的关系。对于Ising和XY模型，我们能够给出相干态衰减的精确表达式，而对于Heisenberg浴，我们借助于数值的含时密度矩阵重整化群.
2006-11-23 cond-mat.other quant-ph
Microscopic Theory of Magnetic Disorder-Induced Decoherence in Superconducting Nb Films
超导量子比特的性能比基于组成块体材料的损耗角正切的理论估计所预期的要低几个数量级。这归因于在制造过程中形成的不受控制的表面氧化物的存在，其可以引入产生退相干通道的缺陷和杂质。在这里，我们发展了从头算Shiba理论来研究铌薄膜超导体中磁致退相干的微观起源和原生氧化物的形成。我们的从头计算包括结构无序，化学计量，和应变的退相干诱导局部自旋矩的形成的作用。从这些第一性原理计算得出的参数，我们开发了一个有效的准经典模型的超导体中的磁感应损耗。我们确定d-沟道损耗（与氧空位），特别是寄生的，导致残余零温度表面阻抗。这项工作提供了一条连接超导材料的原子尺度特性和影响量子系统的宏观退相干通道的途径。
2021-11-23 cond-mat.dis-nn cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
Gravitational decoherence by the apparatus in the quantum-gravity induced entanglement of masses
本文研究实验室装置引起的引力退相干对检验引力量子性质实验的影响，通过探针-探测器振荡器对模型分析轻系统纠缠规避退相干的条件，并估算实验中的退相干量级。
2022-11-16 gr-qc quant-ph
Quantum mechanical approach to decoherence and relaxation generated by fluctuating environment
在精确可解模型的框架下，研究了静电量子比特与单电子晶体管中涨落电荷的相互作用。SET扮演着波动环境的角色，以可控的方式影响量子比特的参数。我们推导出了描述整个系统的动力学的速率方程，无论是弱的还是强的量子比特-SET耦合。求解这些方程，我们得到了量子比特的退相干和弛豫速率，以及量子比特参数的谱密度。我们发现，在弱耦合状态下，退相干和弛豫速率与在拉比或零频率处获得的谱密度直接相关，这取决于特定量子位的参数波动。这种关系也适用于量子比特对波动环境的弱反作用。在强反作用的情况下，这种简单的关系不再成立，即使量子位-SET耦合很小。在强耦合体系中，甚至在没有反作用的情况下，它也不成立。此外，我们发现，我们的模型预测在强耦合制度的量子比特的本地化，类似于自旋玻色子模型。
2008-02-26 cond-mat.mes-hall quant-ph
Universal Description of Decoherence in Scale-Invariant Environments
Harvard University（哈佛大学）；Universitat de València-CSIC（瓦伦西亚大学-西班牙国家研究委员会）；Massachusetts Institute of Technology（麻省理工学院）
研究在尺度不变环境中量子退相干的形态，证明其由耦合算符的标度维度决定，通过精确一致性关系固定退相干和耗散指数，验证了框架的正确性。
2026-04-16 cond-mat.quant-gas hep-ph quant-ph
Internal environment: What is it like to be a Schrodinger cat?
研究了具有多个内部自由度的复合物体的量子干涉的可能性，使得内部自由度起内部环境的作用。特别是，如果内部度有能力不可逆地记录哪条路径的信息，那么内部环境引起的退相干会阻止外部实验者观察到干扰。只有当干扰对象与外部环境充分隔离时，才能观察到干扰，因此对象无法记录哪条路径的信息。外推到一个有意识物体的假设干扰实验意味着，作为一只薛定谔猫就像是一只生活在盒子里的普通猫，没有关于盒子外部世界的任何信息。
2015-04-01 gr-qc physics.hist-ph quant-ph
The Measurement Problem and the Reduction Postulate of Quantum Mechanics
众所周知，量子态的因果薛定谔演化与约化公设是不相容的，即使考虑了退相干。由标准归约假设引入的对因果演化的违反区分了某些系统（作为测量设备），其状态非常接近统计混合（作为退相干过程的结果）。在这些系统中，这种违反没有任何可观察到的影响。在任意的量子系统中，从初始密度矩阵到标准约化假设所预言的对角矩阵的转变，将导致薛定谔演化的完全崩溃，从而破坏量子力学的所有预言能力。我们在这里展示的是，有一个修改后的公设版本，允许平等地对待所有的量子力学系统。标准约化假设可以被认为是一个很好的近似，实用的目的，这个修改后的版本是一致的薛定谔演化和通过退相干与实验结果。在这种方法中，归约公设所起的物理作用是作为计算相对概率的工具，从而确定一致历史的概率。
1998-06-18 gr-qc quant-ph
Dynamic phases induced by two-level system defects on driven qubits
针对外部驱动下二能级缺陷影响超导量子比特演化的退相干机制不明确问题，通过Fokker-Planck方程求解主方程，发现四种动态相位，并证明量子比特演化可指示缺陷耦合强度。
2024-08-22 math-ph math.MP quant-ph
The pitfalls of deciding whether a quantum channel is (conjugate) degradable and how to avoid them
判断一个量子信道是否是可降解的是相对容易的：人们必须找到至少一个退化的量子信道的例子。但总的来说，没有结论性的标准可以表明相反的情况。利用初等方法，我们得到一个充分必要条件，以决定在什么情况下的结论是明确的。这一发现导致量子比特和量子转置去极化通道的抗降解区域的扩展。在量子比特的情况下，我们重现了量子比特去极化通道类的已知结果（由于它们的等价性）。结果之一是，最佳的量子比特和量子数不对称克隆器具有单字母量子容量公式。我们还调查了专门共轭降解通道的搜索标准的后果。
2015-11-10 math-ph math.MP quant-ph
