Dekoherens är en process av kränkning av koherens (från latinets cohaerentio- adhesion, anslutning), orsakad av interaktionen av ett kvantmekaniskt system med miljön genom en process som är irreversibel ur termodynamikens synvinkel . Under denna process får själva systemet klassiska egenskaper som motsvarar den information som finns tillgänglig i miljön.
Dekoherens är gradvis, det är inte en krampaktig process.
Ur kvantteoretisk synvinkel är dekoherens kollapsen av en kvantfunktion som ett resultat av interaktion med ett medium.
Teorin om dekoherens har en viktig konsekvens: för makrostaten sammanfaller kvantteorins förutsägelser praktiskt taget med den klassiska teorins förutsägelser.
Dekoherens avslöjades i studien av problemet med observatören av ett kvantsystem . Observation av alla fysiska föremål utförs som ett resultat av dess interaktion med omgivningen. (Till exempel, för att en videokamera ska kunna ta emot en bild av ett visst objekt, måste den vara upplyst - fotonerna som sänds ut av ljuskällan reflekteras från objektet, går in i linsen och skapar en bild på sensormatrisen.) När det gäller att observera ett kvantsystem, ändrar inverkan av fotoner tillståndet för detta system från eftersom anslagsenergin är jämförbar med energin i själva systemet. I synnerhet är det omöjligt att observera en enskild elektron utan att ändra dess tillstånd, eftersom när en foton och en elektron kolliderar ändrar de båda både sin energi och banor. I början av 2000-talet genomfördes experiment som visade att kvantfunktionen kollapsar inte bara när man observerar ett objekt, utan även under varje interaktion mellan ett kvantsystem och miljön.[ förtydliga ] I experiment med upphettade stora molekyler uppstår dekoherens som ett resultat av deras utstrålning av värme (emission av "termiska" fotoner) in i det omgivande rummet. I samma experiment demonstrerades en gradvis övergång av systemet från ett kvanttillstånd till ett klassiskt med en ökning av systemets interaktion med mediet (ju högre temperatur molekylen har, desto större energi har de fotoner som emitteras av det och ju kortare deras våglängd , vilket möjliggör en mer exakt bedömning av positionen för den uppvärmda molekylen i rymden) [1] .
Dekoherens är ett av de viktigaste tekniska hindren för skapandet av kvantdatorer . För att bekämpa dekoherens utvecklas å ena sidan olika metoder för att isolera ett kvantsystem, inklusive användning av extremt låga temperaturer och högt vakuum, och å andra sidan införande av koder som är resistenta mot dekoherensrelaterade fel i kvantberäkningar (vanligtvis i sådana scheman, tillståndet för en logisk qubit kodad av tillståndet för flera associerade fysiska qubits).
För närvarande kan experimentella fysiker hålla atomer eller enskilda fotoner i ett tillstånd av överlagring under betydande tidsperioder, förutsatt att interaktion med miljön minimeras. Men ju större systemet är, desto högre är dess känslighet för yttre påverkan. I stora komplexa system som består av många miljarder atomer uppstår dekoherens nästan omedelbart, och av denna anledning kan Schrödingers katt inte vara både död och levande på någon[ förtydliga ] ett mätbart tidsintervall.
Processen för dekoherens är en väsentlig komponent i det tankeexperiment som Erwin Schrödinger föreslagit , genom vilket han ville visa kvantmekanikens ofullständighet i övergången från subatomära till makroskopiska system.