Πόσο πολύπλοκες ταλαντώσεις σε ένα κβαντικό σύστημα απλοποιεί με το χρόνο

Σε ένα κβαντικό σύστημα, οι σύνθετες ταλαντώσεις μπορούν να απλοποιηθούν με το χρόνο λόγω ενός φαινομένου που ονομάζεται decoherence. Η αποσύνδεση είναι η διαδικασία με την οποία η κβαντική κατάσταση ενός συστήματος χάνει τη συνοχή του ή την ικανότητα να παρουσιάζει αποτελέσματα παρεμβολής. Εμφανίζεται όταν ένα κβαντικό σύστημα αλληλεπιδρά με το περιβάλλον του, το οποίο συνήθως αποτελείται από έναν τεράστιο αριθμό βαθμών ελευθερίας.

Καθώς ένα κβαντικό σύστημα αλληλεπιδρά με το περιβάλλον του, το περιβάλλον εμπλέκεται με το σύστημα. Αυτή η εμπλοκή οδηγεί σε απώλεια πληροφοριών σχετικά με την κβαντική κατάσταση του συστήματος, η οποία με τη σειρά του μειώνει τη συνοχή του συστήματος. Όσο περισσότερο το σύστημα αλληλεπιδρά με το περιβάλλον του, τόσο πιο αποκομμένο γίνεται.

Η αποσύνδεση διαδραματίζει κρίσιμο ρόλο στην κατανόηση της μετάβασης από την κβαντική σε κλασσική συμπεριφορά. Στον κλασικό κόσμο, δεν παρατηρούμε τα αποτελέσματα της κβαντικής υπέρβασης ή των παρεμβολών. Αυτό οφείλεται στο γεγονός ότι τα κλασικά συστήματα είναι συνήθως μεγάλα και πολύπλοκα και η διαδικασία αποσύνδεσης είναι πολύ αποτελεσματική σε τέτοια συστήματα. Ως αποτέλεσμα, η κβαντική κατάσταση ενός κλασσικού συστήματος γίνεται γρήγορα αποσυμπίεση και το σύστημα συμπεριφέρεται σύμφωνα με την κλασική φυσική.

Αντίθετα, τα κβαντικά συστήματα μπορούν να παρουσιάσουν σύνθετες ταλαντώσεις και να υπερβαίνουν για μεγαλύτερο χρονικό διάστημα επειδή είναι σχετικά απομονωμένες από το περιβάλλον τους. Ωστόσο, καθώς το σύστημα αλληλεπιδρά με το περιβάλλον του, τελικά αποκλείει, και οι ταλαντώσεις απλοποιούν. Αυτή η διαδικασία αποσύνδεσης θέτει ένα θεμελιώδες όριο στη διάρκεια της κβαντικής συνοχής και επομένως σχετικά με την πολυπλοκότητα των κβαντικών ταλαντώσεων που μπορούν να παρατηρηθούν στην πράξη.