Decoherentie

Uit Wikipedia, de vrije encyclopedie
Ga naar: navigatie, zoeken

Met decoherentie wordt in de kwantummechanica het mechanisme bedoeld waardoor de coherentie-eigenschappen van bepaalde kwantumtoestanden geheel of gedeeltelijk worden onderdrukt.

In de kwantummechanica kan een systeem zich in een superpostie van eigentoestanden bevinden: de te verwachten meetwaarde is dan niet alleen onbekend aan de waarnemer, maar ook onbepaald; het systeem bevindt zich dan letterlijk in meerdere toestanden gelijktijdig. Deze nog onbepaalde eigenschappen kunnen leiden tot kwantumverschijnselen die met klassieke natuurkunde niet te verklaren zijn (bijvoorbeeld interferentie van een deeltje met zichzelf). Anderzijds kan een kwantummechanisch systeem zich ook in een gemengde toestand bevinden: dit geeft onbekendheid over de toestand voor de waarnemer aan op dezelfde manier als de klassieke onbekendheid van een toevalsproces, zonder dat er daadwerkelijk sprake is van gelijktijdigheid van kwantumtoestanden.[1]

Decoherentie treedt op wanneer een (microscopisch) gesloten systeem met zijn omgeving een wisselwerking aangaat die ervoor zorgt dat zowel het systeem als de (macroscopische) omgeving een onomkeerbare verandering doormaken en er onder meer kwantumverstrengeling optreedt. Bij een toestand van kwantummechanische superpositie treedt in dit geval geen interferentie op tussen de golffuncties van het systeem en zijn omgeving. Als de superpositie een golffunctie is, kunnen aan de hand van decoherentie verschijnselen als het ineenstorten van de golffunctie worden verklaard, maar daarover is nog debat. Decoherentie kan ook worden gezien als het verlies van informatie van een systeem aan de omgeving.

Decoherentie is van belang bij het koppelen van processen die zich binnen de klassieke natuurkunde afspelen aan processen op kwantummechanisch niveau. Anderzijds vormt het verschijnsel een probleem bij het fabriceren van de nog hypothetische kwantumcomputer, aangezien de nauwkeurigheid hiervan in hoge mate afhangt van een ongestoorde coherentie op kwantummechanisch niveau.

Bronnen, noten en/of referenties