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私たちはなぜ現実の性質に同意するのかを説明する新しい方法を手に入れました

私たちは通常、物体がどのように見えるかについて同意することができますが、なぜでしょうか?マーティン・ボンド / アラミー 私たちの世界は量子レベルでは根本的に曖昧であるように見えますが、私たちはそれをそのように経験していません。研究者らは現在、私たちが実際に経験している客観的な現実がこのあいまいさからどのくらいの速さで現れるかを測定するレシピを開発し、進化の原理に触発されたフレームワークがそもそもなぜそれが現れるのかを説明できるという主張を強化している。 量子の領域では、単一の原子などの各物体は、可能な状態の雲の中に存在し、測定または観察された後でのみ、明確に定義された、または「古典的な」状態を想定します。しかし、私たちは存在的に曖昧な部分のない厳密に古典的な物体を観察しており、これを実現するメカニズムは長い間物理学者を困惑させてきました。 2000年、ニューメキシコ州ロスアラモス国立研究所のヴォイチェフ・ズレックは「量子ダーウィニズム」を提案した。これは、自然選択に似たプロセスによって、私たちが見ている物体の状態が、存在する可能性のある多くの状態のすべての中で最も「適合」する状態であることが保証され、したがって、観察者に向かう途中で環境との相互作用を通じて自らを複製するのが最もうまくいくというものである。物理的現実の断片にしかアクセスできない 2 人の観察者が、それについて客観的な点で一致する場合、それは、二人ともこれらの同一のコピーの 1 つを観察しているからです。 ユニバーシティ・カレッジ・ダブリンのスティーブ・キャンベルと彼の同僚は、物体に関する情報を収集する方法、つまり観察方法が最も洗練されていなくても、最適に正確でなくても、さまざまな観察者が客観的な現実について同意する可能性が高いことを証明しました。 「ある観察者が何らかの断片を捕捉した場合、彼らは望むあらゆる測定を行うことを選択できます。私は別の断片を捕捉することができ、そして私は望むあらゆる測定を行うことを選択できます。では、古典的な客観性はどのようにして生じるのでしょうか？そこが私たちの出発点です。」と彼は言います。 研究者らは、客観性の出現の問題を量子センシングの問題として捉え直した。たとえば、手元にある客観的事実が物体が光を放つ周波数である場合、観察者は光センサーを備えたコンピューターと同様の方法で、その周波数に関する正確な情報を取得する必要があります。最良のシナリオでは、このセットアップは超高精度の測定値を取得し、光の周波数に関する最終的な結論にすぐに達することができます。これは、「量子フィッシャー情報」（QFI）と呼ばれる数式によって定量化されるシナリオです。ニューヨーク州ロチェスター大学のチームメンバー、ガブリエル・ランディ氏によると、研究者らは新しい研究でQFIをベンチマークとして使用し、異なる精度の低い観測スキームが同じ正確な結論にどのように到達するかを比較できるようにしたという。 驚くべきことに、チームの計算は、物理的現実の十分に大きな断片については、不完全な測定を行っている観察者であっても、最終的には理想的な QFI 標準と同じ客観性についての結論に達するのに十分な情報を収集できることを示しました。 「愚かな測定でも、実際には、より洗練された測定と同様の効果が得られます」とランディ氏は言います。 「これは古典性の出現を示す 1 つの方法です。断片が十分に大きくなると、観察者は単純な測定値でも同意し始めます。」このように、この研究は、私たちが巨視的な世界を観察するときに、一杯のコーヒーの色など、その物理的特性に同意する理由を理解するための新たな一歩を提供します。 アルゼンチンのブエノスアイレス大学のディエゴ・ウィズニアッキ氏は、「この研究は、完璧で理想的な測定が必要ではないことを浮き彫りにしている」と語る。彼は、QFI は量子情報理論の主流であるが、これまで量子ダーウィニズムに導入されていなかったので、この理論的ではない量子の枠組みを十分に確立された実験、たとえば光ベースまたは超伝導量子ビットを備えた量子デバイスで橋渡しできる可能性があると述べています。 「これは量子ダーウィニズムの理解におけるもう一つの『レンガ』です」とイタリアのパレルモ大学のG.マッシモ・パルマは言う。 「そしてそれは方法です [of studying it] これは、実験室で実際に観察されるものについての実験者の説明に近いものです。」 研究者らが研究で使用したモデルは非常に単純なので、彼らの手法は新たな実験への扉を開くかもしれないが、量子ダーウィニズムをさらに強固な基盤に置くためにはより複雑なシステムの計算が必要になるだろうと彼は言う。 「単純な玩具モデルを超えられれば、本当に大きな進歩となるでしょう」とパルマ氏は言います。 ランディ氏によると、研究者らはすでに理論的研究を実験に変えることに興味を持っているという。たとえば、トラップされたイオンから作られた量子ビットを使って、客観性が出現するまでのタイムスケールが、それらの量子ビットが量子性を維持することが知られている特定の時間とどのように比較できるかを確認することができるという。 トピック: #私たちはなぜ現実の性質に同意するのかを説明する新しい方法を手に入れました