退相干理論如何解釋延遲選擇實驗、量子擦除實驗？

來自台灣的哈佛物理學博士王孟源在觀察家網發文稱：哥本哈根解釋與量子力學是不同的理論，甚至不在同一個學科里。他對潘建偉居然相信哥本哈根解釋感到「非常奇怪」。他說「正確的理論是量子去相干，這在30年前歐美的物理數學界就已經確定。」如果主流物理學家都認可退相干理論的話，怎麼用退相干理論解釋惠勒延遲選擇實驗、量子擦除實驗(quantum eraser experiment)、Yoon-Hu Kim延遲量子擦除實驗(A Delayed Choice Quantum Eraser)呢？我問這三個實驗的原因是，無論實驗結果是有干涉條紋還是沒有，測量儀器基本沒改變，那麼為什麼一種情況「退相干」了，另一種卻沒有退相干？

http://www.guancha.cn/wangmengyuan/2017_09_30_429375.shtml）

延遲量子擦除實驗鏈接：Delayed choice quantum eraser - Wikipedia Delayed choice quantum eraser

不客氣地講，延遲選擇和量子擦除實驗的神秘性完全就是哥本哈根解釋及其衍生自己搞出來的。一個不信哥本哈根解釋的人不但可以解釋這兩個實驗，還可以把解釋簡化到無聊的地步。

既然你同意退相干是坍縮背後的實際機制，那等於承認了不存在所謂的第二類過程，總體波函數只有幺正演化。而眾所周知幺正演化都是可逆變換，因此退相干後能否提取出初態原本的信息，完全是技術問題而沒有原理障礙。我不需要把干涉條紋的恢復認為是「沒有退相干」，只要指出「引發退相干後原本觀測結果也可以被重建出來」就行了。而且，儀器相似不代表操作流程無差別啊。

只有在承認波函數坍縮的解釋那裡才認為坍縮是不可逆的，因此初態的信息就在測量後被破壞了，於是就不得不用什麼未來的選擇影響過去的路徑，消除了歷史信息後影響也會消失這樣的鬼話來圓謊。可惜，知道整體幺正性重要的人一開始就不會買它的賬的。基本上，一個人對哥本哈根解釋的態度，直接取決於他是否知道破壞整體幺正性是什麼意思。

當然，如果要是按照合理的解釋來給這兩個實驗起名，就不會那麼吸引眼球了。不過，一個人如果既接受幺正演化的唯一性，又覺得這兩個實驗結果神奇，那也是夠精分的。

不邀自來。

我的理解是，在延遲擦除或延遲擦除實驗中，所有的相干結果，都是經由coincidence counting才能展示出來的。如果Alice和Bob各自獨立，不論Alice選擇做什麼樣的觀測，Bob都看不到條紋。即使是在路徑信息被擦除的條件下，Bob理論上看到的是干涉條紋和反條紋的疊加，因而只是一個經典光斑。而只有當它和Alice能夠一起同時考慮兩邊的實踐結果時，他們才能發現干涉現象。

我覺得這和退相干的基本思想是想通的。

退相干理論的核心思想，就是系統不可避免地與外界發生糾纏，因而導致信息丟失（具體表現為約化密度矩陣）。只有在我們把宇宙劃分為不同的系統時（例如，系統和環境、系統和儀器、Alice和Bob、干涉和擦除，等），才能有退相干的出現。如果我們一直就把整個宇宙當做一個巨大的波函數，那麼一切都是幺正的，不會存在任何退相干。在擦除實驗中，Bob之所以自己無法看到干涉，就是因為它無法獲得與他糾纏的Alice的信息 -- 這是糾纏整體的一個子系統。當他與Alice一起coincidence counting的時候，他重新關注這個糾纏整體，因此他就又能夠看到干涉了。

再多說一點，干涉是一種相關性的體現。既然所有的干涉都包含了Bob和Alice兩邊的結果，那麼Alice採取不同的觀測手段得到的結果與Bob的結果相關性不同，這也就是也就是順理成章的。如果Alice採取了不同的觀測手段，還能夠得到相同的相關性，那才叫奇怪呢。干涉如此，糾纏也是如此。這和坍縮毫不相關。反過來說，它正是幺正演化的必然結果。

前提就錯了。

正確的理論是量子去相干，這在30年前歐美的物理數學界就已經確定。

在1999年的一次量子計算會議中，超過半數的物理學家們表示自己完全不確定到底該相信哪一種詮釋。剩下的不到半數的投票分散給了哥本哈根詮釋、多世界詮釋或者退向干詮釋等理論。現在宣布哪一個理論是正確的還為時尚早，我想我們能做的只能是等待，等待實驗取得進一步地突破。

問完這個問題，等了一個多月，邀了幾十人，沒得到一個答覆。只好設法自己回答了。查了若干資料，看了很多知乎物理大牛關於量子力學相關問題的回復，得出以下結論：

去相干理論無法解釋量子延遲選擇實驗、量子擦除實驗，更無法解釋延遲量子擦除實驗。所以去相干理論不像王孟源所說「量子去相干不但沒有任何定義上的困難，而且邏輯嚴謹自洽，推演過程自然」，是「是量子力學測量過程的邏輯正解。」事實上，這三個實驗明顯表明哥本哈根解釋的正確性，實驗中顯示的兩種不同的實驗結果，只因「觀察」方式的不同而不同，而所謂測量儀器對實驗粒子造成的「相干」影響完全相同，不可能產生不同的實驗結果。

王孟源文中說：「哥本哈根解釋在邏輯上根本就沒有一個結構可以討論。正確的理論是量子去相干，這在30年前歐美的物理數學界就已經確定，但是因為是個冷門題目，沒有很多論文發表，而且不是發表在「主流」物理期刊上…」-------這種說法完全不合情理，量子測量問題是量子力學的核心問題，物理界巨匠玻爾與愛因斯坦為此問題爭論好幾回合，不可能會是冷門題目，如果量子測量問題產生了更好的解釋，更不可能會不在主流物理期刊上發表？

王孟源文中「稱貝爾為祖師爺」，譏諷「潘建偉這樣的人…專門做了一輩子的貝爾實驗，卻始終沒有去讀懂貝爾的著作」，但他自己卻不知道貝爾是較早對退相干理論提出批評的物理學家。...貝爾認為退相干理論不能提供對基礎問題解釋的一個說明，而只是提供了一種與所有可能的實驗相一致的答案，沒有這些實驗，人們不能認識得更深。在他看來，退相干理論根本就不是對一個真實的物理過程的描述，退相干的興趣和價值全部是「為了實用的目的」，退相干理論是通過提供一種有效於「實用目的」的答案來掩蓋問題（摘自《量子實在與「薛定諤佯謬」》）。

知乎@閑吟客在「今天的物理學家比較認同量子力學的哪個詮釋？」問題中回答說：大多數物理學家不關心此問題，而且很多人不喜歡想研究測量問題的人。具體來說大概分3類，第一類否認量子測量問題的存在，或認為其為哲學而非物理問題。第二類不關心是否存在這一問題，因為量子物理能做出可被實驗驗證的預測，這對他們來說已經足夠。第三類認為曾經存在測量問題，但已被decoherence（退相干）解決。（事實上，decoherence解決的是quantum to classical transition，而不是quantum measurement problem（量子測量問題），這基本上是quantum foundations community的共識）。

我認為@閑吟客所說的「共識」比王孟源所說的物理學界的共識更可信。

@陸沉同也在以上問題的回答中說：「直到近幾十年來，…物理學家們開始承認the measurement problem的存在和意義，並展開積極的討論。還是有很多物理學家對這個問題不感興趣，但這不很正常么，物理學這麼多分支，物理學家不可能對其中每個都感興趣--但這並不能否定the measurement problem在物理學上的意義。」@陸沉同特彆強調：「退相干根本不能算一種解釋好不好？！雖然這是一個很常見的錯誤。」

的確，退相干不能算一種解釋。它只是薛定額方程應用到系統和環境相互作用的一個推論。無法解決量子測量問題。自然也就解釋不了這些實驗了。