Forskare har utvecklat en metod för att mäta hur objektiv verklighet uppstår ur kvantfuzzyhet, och visar att även ofullkomliga observatörer kan nå konsensus. Detta bygger på kvantdarwinism, en idé föreslagen 2000, genom att demonstrera att enkla mätningar räcker för överenskommelse om klassiska egenskaper. Arbetet föreslår broar till experimentella tester i kvantapparater.
Den kvantvärlden verkar suddig, med objekt som atomer som existerar i flera möjliga tillstånd tills de observeras. Ändå avslöjar vardagserfarenheten en klassisk, definitiv verklighet där observatörer enas om egenskaper som ett objekts färg eller ljusfrekvens. För att adressera detta pussel har fysiker länge utforskat mekanismer som omvandlar kvantambivalens till delad objektivitet. År 2000 introducerade Wojciech Zurek vid Los Alamos National Laboratory kvantdarwinism, liknande processen vid naturligt urval. I detta ramverk blir de mest 'lämpade' kvanttillstånden – de som bäst replikerar sig genom miljöinteraktioner – de som observatörer uppfattar, och skapar identiska kopior tillgängliga för flera betraktare. En nylig studie av Steve Campbell vid University College Dublin och kollegor utvecklar denna idé. De omformulerar uppkomsten av objektivitet som ett kvantsensorproblem, med kvant Fisher-information (QFI) som riktmärke för ideala mätningar. Deras beräkningar visar att för tillräckligt stora fragment av verkligheten tillåter även suboptimala observationer observatörer att konvergera till samma fakta. «Om en observatör fångar ett fragment kan de välja vilken mätning de vill. Jag kan fånga ett annat fragment och välja vilken mätning jag vill. Så hur uppstår klassisk objektivitet? Där började vi», förklarade Campbell. Gabriel Landi vid University of Rochester noterade: «En dum mätning kan faktiskt fungera lika bra som en mycket mer sofistikerad.» Detta innebär att klassicitet uppstår när fragment är tillräckligt stora för att enkla sonder ger konsensus, vilket förklarar varför vi enas om makroskopiska drag som en kaffekopps nyans. Experter berömmer tillvägagångssättet. Diego Wisniacki vid University of Buenos Aires sade att det visar perfekta mätningar inte behövs och kan koppla kvantdarwinism till experiment med qubits. G. Massimo Palma vid University of Palermo kallade det en annan 'mursten' mot experimentell validering, även om mer komplexa modeller behövs. Teamet planerar tester med instängda jonqubits för att jämföra tidslinjer för objektivitetsuppkomst mot kända kvantkoherensdurationer. Publicerat i Physical Review A stärker detta arbete kvantdarwinismens förklaringskraft.
