Collasso in una misurazione parziale. L'intera funzione d'onda collassa in un autostato coperto dalla funzione d'onda parziale misurata con una certa probabilità, 1/3 in questo esempio. Credito:Science China Press
Il postulato della misurazione è cruciale per la meccanica quantistica. Se misuriamo un sistema quantistico, possiamo ottenere solo uno degli autovalori dell'osservabile misurato, come posizione, energia e così via, con una probabilità. Subito dopo la misurazione, il sistema collasserà istantaneamente nell'autostato corrispondente, noto come collasso dello stato. Si sostiene che il teorema di non clonazione è in realtà un risultato del postulato di misurazione, perché il teorema di non clonazione varrebbe anche nella fisica classica. La possibilità della clonazione nella fisica classica è in realtà la capacità di misurare completamente un sistema classico, in modo che uno stato classico possa essere misurato e preparato.
Per spiegare chiaramente la misurazione in meccanica quantistica, è meglio usare il seguente esempio. Supponiamo che un fotone passi attraverso tre fenditure identiche e posizioniamo un rivelatore ideale e non demolitore dopo ciascuna fenditura. Secondo il postulato della misurazione, uno dei rivelatori rileverà il fotone, e di conseguenza l'intera funzione d'onda collasserà in quella fenditura.
Cosa accadrebbe se posizionassimo solo un singolo rivelatore dopo la fenditura superiore? È naturale pensare che avrà una terza probabilità di rilevare il fotone, e collassa l'intera funzione d'onda in slit-1, come mostrato in Fig. 2. Tuttavia, cosa accadrà se il rivelatore alla fenditura superiore non misura il fotone? Questa è una misurazione parziale. Questo è stato riscontrato nel formalismo del calcolo quantistico della dualità, dove è stata proposta la combinazione lineare di unità (LCU) per eseguire il calcolo quantistico.
Long ha proposto che quando si misura un'onda parziale, accadrà sicuramente qualcosa:(1) collasso:collasserà in uno degli autovalori con una certa probabilità. Dopo la misurazione, l'intera funzione d'onda cambierà istantaneamente nell'autostato corrispondente; (2) collasso:la funzione d'onda misurata scomparirà, e passare alla parte non misurata. Come mostrato in Fig. 2, il rivelatore misurerà il fotone con probabilità 1/3, e l'intera funzione d'onda del fotone collassa nella fenditura superiore. Come mostrato in Fig. 3 per il collasso, la parte misurata nella fessura superiore scompare, e la parte non misurata, vale a dire la funzione d'onda nella fenditura centrale e nella fenditura inferiore aumenta.
Collasso in una misurazione parziale. La parte misurata alla fessura superiore scompare, e la parte non misurata alle fessure medie e basse viene aumentata. Credito:Science China Press
In realtà, la misurazione parziale è più comune della misurazione completa. Va notato che il collasso e il collasso della misurazione parziale avvengono casualmente non solo nello spazio, ma anche nel tempo. Ad esempio, la rivelazione del fotone da parte di un rivelatore può essere naturalmente compresa nei termini di questo postulato di misurazione parziale. Quando la funzione d'onda di un fotone va a un rivelatore, non è misurato per intero allo stesso tempo, vale a dire non è una misurazione completa. La sua parte anteriore arriva per prima al rilevatore, colpire una zona del rilevatore. O collassa in qualsiasi punto dell'area di intersezione nel rivelatore o collassa e la probabilità corrispondente verrà spostata in un'altra parte della funzione d'onda. Questo processo continua finché non viene rilevato il fotone. Se il fotone non è stato rilevato fino a quando l'ultima parte della funzione d'onda non raggiunge il rilevatore, quindi l'ampiezza di questa funzione d'onda rimanente aumenta a 1 in modo da rilevare con certezza il fotone al passaggio finale.
Questa spiegazione è data dal punto di vista che la funzione d'onda è solo l'entità del sistema quantistico stessa, l'interpretazione WISE. Nell'interpretazione WISE, non c'è nessuna relazione tra la funzione d'onda e il sistema quantistico, la funzione d'onda è solo il sistema quantistico. L'interpretazione di WISE è supportata dall'esperimento di scelta ritardata dell'incontro, che è stato riportato in vari media alcuni anni fa.