Hvordan komplekse svingninger i et kvantesystem forenkler med tiden

I et kvantesystem kan komplekse svingninger forenkles med tiden på grund af et fænomen kaldet dekohærens. Dekohærens er den proces, hvorved et systems kvantetilstand mister sin sammenhæng eller evnen til at udvise interferenseffekter. Det opstår, når et kvantesystem interagerer med sit miljø, som typisk er sammensat af et stort antal frihedsgrader.

Når et kvantesystem interagerer med dets miljø, bliver miljøet viklet ind i systemet. Denne sammenfiltring fører til tab af information om systemets kvantetilstand, hvilket igen reducerer sammenhængen i systemet. Jo mere systemet interagerer med dets omgivelser, jo mere usammenhængende bliver det.

Dekohærens spiller en afgørende rolle i forståelsen af ​​overgangen fra kvante til klassisk adfærd. I den klassiske verden observerer vi ikke kvantesuperposition eller interferenseffekter. Det skyldes, at klassiske systemer typisk er store og komplekse, og dekohærensprocessen er meget effektiv i sådanne systemer. Som følge heraf bliver kvantetilstanden i et klassisk system hurtigt dekohærent, og systemet opfører sig i overensstemmelse med klassisk fysik.

I modsætning hertil kan kvantesystemer udvise komplekse svingninger og superposition i længere tid, fordi de er relativt isolerede fra deres miljø. Men efterhånden som systemet interagerer med dets omgivelser, dekoherer det til sidst, og svingningerne forenkles. Denne dekohærensproces sætter en grundlæggende grænse for varigheden af ​​kvantekohærens og derfor for kompleksiteten af ​​kvanteoscillationer, der kan observeres i praksis.