墓所の虫

.    「新版 量子論の基礎」と「量子情報と時空の物理」をベースに書いていますが、間違いをよくやります。まず眉にツバをつけてw

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大学教育は危機に瀕しています! 


私は言葉の使い方が下手なので、おかしいと思う文章は式に合わせてお読み下さい。
尚、新理論や独自理論を唱えるつもりはありませんが、アイデアの提案はしています。


測定器を状態が重ね合わせになる量子bit素子とすると

測定対象s、測定器d1、d1をさらに測定するd2、観測者p1, p2の系を考え、
例として、測定対象sは、例えば、スピンの↑↓ とします。
測定器d1 は、NTTのネコの実験の量子bit素子:
  http://www.brl.ntt.co.jp/J/2016/11/latest_topics_201611042223.html
で、その測定結果は「電流の方向」とすると、これは重ね合わせになります。
また、測定器d2 は、マクロな検流計 とします。

観測者p2 にとっては、スピンの↑↓ の普通の測定と同じです。
測定対象sと測定器d2 の合成系の状態は:

|↑d2>|↑s> + |↓d2>|↓s>

観測者p1 は、測定器d1 を見る(見えた)とすると、d1 がsを正確に反映
する測定器なら、sと同じ重ね合わせ状態です。
一般に合成系の状態は:

|d1>|s>=|↑d1>|↑s> + |↓d1>|↓s> + |↑d1>|↓s> + |↓d1>|↓s>

右の2項は、sの状態を反映していませんから、確率0 
したがって、sと測定器d2 の合成系の状態は:

|↑d1>|↑s> + |↓d1>|↓s>

これは、測定器が「検流計」d2 の場合と同じです。

どこが違うかというと、測定器が「量子bit素子」d1 の場合
1回の測定で、対象sの状態が得られる(脳が理解できれば)
一方、「検流計」d2 の場合、個々の測定値はバラツキ、
アンサンブル全体で、やっと sの状態が得られる。
この違いと思います。

上記から、測定器とは何か?を考えると、
測定器が、量子bit素子の場合、電流は左回りと右回りがあるから
その状態は R2 (連続的なメータなら R^∞)

測定器が、古典的な場合、電流の左回りと右回りなら ーか+ 
つまり、0か1。メータの位置でも R のある範囲

Rを、R1 と考えると、ベクトル空間を成し、
内積も定義できますから、これはヒルベルト空間です。
でも、メータの位置x の内積(x1, x2)は1であり、
このx は、1次独立ではないです。
対象系sの状態べクトルの場合、1次独立です。

射影測定を、対象系sの状態を、ある種メータでの位置x に
射影する操作と考えると、
1次独立ではない=ベクトル空間の元としては1つ 
なので、どの位置x にも射影される可能性がある 
=射影測定の結果は、バラバラになる。

これでは、射影される可能性が、対象系sの状態ベクトル
のノルムの2乗に比例することまでは、言えませんが、
バラバラになる理由は、こう考えればいいと思います。