Kvantteori bygger starkt på sannolikheter, eftersom mätning av ett kvantsystem inte ger samma resultat varje gång, men ger istället ett av många utfall som var och en uppstår med en viss sannolikhet. Nu i ett nytt papper, fysiker har presenterat en ny kvant sannolikhetsregel för att tilldela sannolikheter till mätresultat, eller händelser, som i huvudsak kombinerar två av de viktigaste kvant sannolikhetsreglerna (Born -regeln och vågfunktions -kollapsregeln) till en.

Fysikerna, Sally Shrapnel, Fabio Costa, och Gerard Milburn, vid University of Queensland i Australien, har publicerat ett papper om den nya kvantitetssannolikhetsregeln i New Journal of Physics .

En av de viktigaste sannolikhetsreglerna i kvantteorin är Born -regeln, vilket ger sannolikheten att en mätning ger en viss händelse. Dock, saker blir lite mer komplicerade när man förutsäger på varandra följande händelser. Även om det i klassiska scenarier är möjligt att tilldela gemensamma sannolikheter till på varandra följande händelser med hjälp av konditionering, i kvantscenarier är detta inte möjligt eftersom varje mätning nödvändigtvis stör systemet. Så inom kvantmekanik, staten måste uppdateras med denna nya information efter varje mätning.

För att uppdatera tillståndet, en "tillståndsuppdateringsregel" eller "kollapsregel" tillämpas. I det nya papperet fysikerna förklarar att den här uppdateringen i grunden är en "ad hoc -ingrediens, "eftersom det införs som ett axiom (som inte kan bevisas), och är en helt separat enhet från Born -regeln. Även om denna tilläggsregel fungerar bra för praktiska ändamål, det ställer till problem för att förstå kvantteorins sanna natur - i synnerhet för tolkningar av kvantteori som ett uttalande om kunskapen om verkligheten, snarare än själva verkligheten.

För att ta itu med dessa problem, fysikerna föreslår och bevisar en enhetlig sannolikhetsregel, som de kallar "Quantum Process Rule". De visar att denna regel är mer grundläggande än Born -regeln, som både Born -regeln och statsuppdateringen, eller kollapsa, regel kan härledas från denna nya regel - det vill säga uppdateringsregeln behöver inte införas oberoende. Till skillnad från Born -regeln, Quantum Process Rule kan tilldela gemensamma sannolikheter till på varandra följande händelser.

En av de intressanta konsekvenserna av att visa att vågfunktionskollaps följer av den nya sannolikhetsregeln är att den antyder att kollapsen inte behöver ses som en grundläggande aspekt av kvantteorin. Denna implikation erbjuder ett alternativt perspektiv på vågfunktionskollaps, samt en ny förståelse för kvantteorins natur.

"Den viktigaste betydelsen av verket är att vi härleder en enda, enhetlig sannolikhetsregel som omfattar både Born -regeln och kollapsregeln, "Shrapnel berättade för Phys.org." Det betyder att man inte längre behöver förklara vågfunktionens kollaps när det gäller en fysisk process, men kan istället betrakta denna del av formalismen som helt enkelt ett fall av klassisk probabilistisk konditionering. Det är den senare möjligheten som betyder att vi kan betrakta kvanttillståndet som om vår kunskap snarare än en direkt beskrivning av den fysiska verkligheten. "

© 2018 Phys.org