Две распространённые интерпретации квантового измерения — коллапс (обычно ассоциируемая с Копенгагенской интерпретацией) и унитарная — предсказывают разную судьбу нереализованных амплитуд после измерения, но до сих пор это не приводило к экспериментально проверяемым различиям. В коллапсе амплитуды безвозвратно исчезают; в унитарной картине прибор регистрирует один из исходов, оставаясь частью запутанного состояния, сохраняющего все амплитуды. Используя последовательные однофотонные измерения настраиваемого квантового состояния, показано, что при трёх и более измерениях предсказания теорий расходятся. Анализ совместной матрицы плотности трёх измерений выявляет когерентность между ними и подтверждает унитарную теорию. При явном введении декогеренции совместная матрица плотности системы и прибора становится согласованной с коллапсом. Работа проясняет динамику многократных измерений и предлагает новый взгляд на интерпретацию квантового измерения.
В квантовой теории частица способна одновременно бежать по двум тропам. При измерении мы застаём её лишь на одной. Согласно Нильсу Бору, все другие возможности мгновенно исчезают — как ветка, отломленная от ствола. Однако Хью Эверетт настаивал: дерево реальности растёт сразу всеми ветвями, а мы видим лишь ту, на которой оказались.
Экспериментаторы трижды измерили одиночный фотон — частицу света, словно заглянули в дерево в три разных момента. Оказалось, между замерами есть неуловимая связь — скрытая согласованность. «Отломанные» ветви не пропали и продолжают влиять на видимый результат. Более того, каждый замер оставляет отпечаток, будто годовое кольцо на срезе.
Но стоит дать дереву раскачаться — внести даже крохотный посторонний шум — как тонкие побеги отмирают, и остаётся только главный ствол. Тогда результат выглядит так, будто ветка сломалась сразу. В повседневной жизни тепло и вибрации быстро стирают следы альтернатив, и квантовый мир кажется однозначным.
🎯 Если ветвление реально, существуют ваши двойники, помнящие иные результаты экспериментов, — и, возможно, иные решения в жизни.
🎬 Идея параллельных миров вдохновила роман «Анафем» Нила Стивенсона.