نظام محيط يمتلك خصائص كمومية ويتبادل الطاقة مع نظام كلاسيكي.البيئة الكمومية هي نظام فيزيائي يمتلك خصائص كمومية ويتفاعل مع "النظام" محل الاهتمام، عادةً عبر تبادل الطاقة أو المعلومات. في ميكانيكا الكم، لا يوجد نظام معزول تمامًا؛ فالبيئة—سواء كانت حمامًا من الفوتونات أو الفونونات أو جسيمات أخرى—تعمل كخزان يمكن أن يسبب فقدان الترابط، أي فقدان التماسك الكمومي في النظام. هذا التفاعل حاسم لفهم سبب ظهور الأجسام العيانية كلاسيكية، حيث تقوم البيئة باستمرار "بقياس" النظام، مما يؤدي إلى انهيار تراكباته الكمومية إلى حالات محددة.
تمت صياغة المفهوم في السبعينيات والثمانينيات من القرن العشرين، مع مساهمات رئيسية من هانز ديتر زيه، ووجسيتش زوريك، وآخرين، الذين طوروا برنامج فقدان الترابط لشرح الانتقال من الكم إلى الكلاسيكي. في وقت سابق، كانت فكرة "الحمام الحراري" في الميكانيكا الإحصائية بمثابة مقدمة لهذا المفهوم.
يوصف هذا الميكانيزم بنظرية الأنظمة الكمومية المفتوحة. يتطور النظام والبيئة معًا بشكل وحدوي، ولكن عندما يتم تتبع درجات حرية البيئة، تصبح حالة النظام مختلطة، وتضمحل العناصر غير القطرية لمصفوفة الكثافة الخاصة به—وهذا هو فقدان الترابط. كما تمكن البيئة من تبادل الطاقة، مثل التبديد، حيث يفقد النظام طاقته إلى البيئة. تحدد قوة وطبيعة الاقتران معدل فقدان الترابط، والذي يكون عادةً سريعًا جدًا للأنظمة الكبيرة.
فهم البيئات الكمومية ضروري للحوسبة الكمومية، حيث يجب حماية الكيوبتات من الضوضاء البيئية للحفاظ على الترابط. كما يدعم الديناميكا الحرارية الكمومية وتصميم أجهزة الاستشعار الكمومية التي تستفيد من التفاعلات البيئية.
البيئة الكمومية فعالة جدًا في تدمير الترابط لدرجة أن فوتونًا واحدًا يتشتت على حبة غبار في الفضاء السحيق يكفي لجعل موضعها كلاسيكيًا، وهذا هو السبب في أننا لا نرى أبدًا تراكبات كمومية للأجسام اليومية.
لا مقالات بعد