由幺正动力学导致的不可逆退相干涌现
关于经典可区分态叠加(猫态)的退相干过程,对于理解量子-经典过渡及量子测量至关重要。此前多项实验已成功展示了介观猫态的退相干现象。然而,实验中对于幺正演化的系统-环境动力学如何导致不可逆的系统退相干这一问题仍缺乏深入探索。本研究通过电路量子电动力学装置对该基础性问题展开实验探究:一个储存光子猫态的微波总线谐振器与多个非线性电子振荡器相耦合,每个有效耦合的振荡器作为环境的一个自由度。随着环境自由度数目的逐步增加,研究人员发现由于环境中编码的系统状态不可擦除信息量的增长,量子相干性的可恢复性呈现渐进式衰减。该工作揭示出量子系统的不可逆退相干是一种涌现现象,源于系统与环境多自由度间的幺正动力学演化,这一发现对调和量子力学与经典物理的矛盾具有重要意义。