[科普中国]-关系性量子力学

关系性量子力学是1994年由卡洛·罗威利提出，这个想法主要受到狭义相对论的激励，并采用到约翰·惠勒对量子资讯的一些看法。

简介关系性量子力学（英语：Relational quantum mechanics，RQM）是一种量子力学诠释，此理论认为量子系统的量子态是随观察者而变的；也就是说，量子态是观察者与系统之间的关系。此一诠释最早是由卡洛·罗威利在一份1994年的预印本中提出，尔后由许多理论物理学家扩充。这个想法主要受到狭义相对论的激励，其阐述了观察到的细节随不同参考系的观察者而变，并采用到约翰·惠勒对量子资讯的一些看法。1

量子力学诠释量子力学已通过全面、严谨的实验验证，但应该如何诠释这些实验结果，从此又可对大自然的根本运作方式得出如何的结论，众说纷纭。林林总总的理解方式，统称为量子力学诠释。诸多学派的争议点包括，量子力学可否理解为决定性理论，量子力学的哪些方面是“真实存在”的，等等。

物理学家和物理哲学家都对这一问题特别关注。对量子力学的诠释，一般被视为对量子力学之数学表述的诠释，也就是为理论中的各个数学概念赋予现实的物理意义。

“波函数”、“矩阵力学”等量子理论术语的定义曾经过数个阶段的发展。例如，埃尔温·薛定谔最初把电子波函数看作是抹散于场中的电子电荷密度，而马克斯·玻恩则把它诠释为分布于场中的电子概率密度。

哥本哈根诠释在早期最广为接受。随着量子退相干概念在科学界中普及，多世界诠释的认受性也逐渐提高。严格的形式论观点认为应避讳对量子理论进行诠释，但有科学家提出了一些可证伪实验，如测量人工智能意识和利用量子电脑等，有望在将来能判断各种诠释的真伪。

Schlosshauer等人在2011年“量子物理与现实之本质”会议上进行了一项调查，粗略地总结了1990年代至2000年代主流观点的发展。他们亦引用了马克斯·泰格马克于1997年“量子理论之根本问题”会议上进行的一项相似的非正式调查。结论是，“哥本哈根诠释依然占统治地位”，其支持率最高（42%），其次为逐渐进入主流的多世界诠释。1

量子态在量子力学里，量子态（英语：quantum state）指的是量子系统的状态。态矢量可以用来抽像地表示量子态。采用狄拉克标记，态矢量表示为右矢{\displaystyle |\psi \rangle }；其中，在符号内部的希腊字母{\displaystyle \psi }可以是任何符号，字母，数字，或单字。例如，在计算氢原子能谱时，能级与主量子数{\displaystyle n}有关，所以，每个量子态的态矢量可以表示为{\displaystyle |n\rangle }。

一般而言，量子态可以是纯态或混合态。上述案例是纯态。混合态是由很多纯态组成的概率混合。不同的组合可能会组成同样的混合态。当量子态是混合态时，可以用密度矩阵做数学描述，这密度矩阵实际给出的是概率，不是密度。纯态也可以用密度矩阵表示。2

量子信息量子信息是以量子力学基本原理为基础，把量子系统“状态”所带有的物理信息，进行计算、编码和信息传输的全新信息方式。

量子信息最常见的单位是为量子比特（qubit）——也就是一个只有两个状态的量子系统。然而不同于经典数位状态（其为离散），一个二状态量子系统实际上可以在任何时间为两个状态的叠加态，这两状态也可以是本征态。2

本词条内容贡献者为:

李嘉骞 - 博士 - 同济大学