测量与量子—经典边界
弱测量
弱测量,是对一个量子系统刻意温柔的一瞥,它只抽取一丝信息,却几乎不扰动状态。标准的强测量会攫取一个完整、清晰的答案,但这样做的同时会把系统投影到某个本征态上,抹去它先前的叠加。弱测量则把系统与一个探针耦合得极其微弱,以至于任何单次读数几乎纯是噪声——但状态几乎原封未动,得以继续演化,仿佛你几乎没有看过它。
单独一次弱测量本身几乎什么都告诉不了你,所以诀窍在于重复:制备许多个完全相同的系统,对每一个轻轻一推,再把这些充满噪声的结果平均起来。尽管没有哪一次单独的运行对其系统造成多大扰动,平均值却会收敛到一个有意义的量。这让实验者得以追踪那些破坏性测量本会抹去的东西,比如一个粒子的性质在穿过某装置时平均如何变化。
弱测量催生了一些引人注目的实验,包括重建双缝装置中光子的平均路径,以及观测到所谓的弱值——它可以落在一个量的通常取值范围之外。它们确实有用、也得到了充分验证,但对其诠释需要谨慎:弱值是预选与后选系综的一种统计产物,并非某个单一粒子暗中携带的隐藏「真值」。它们说明了测量未必是全有或全无,从而软化了教科书里那种突兀、彻底坍缩的形象。
tiny disturbance per trial + averaging over many trials ⇒ partial information
每次温柔的读数大多是噪声;把许多次平均起来,便能在不破坏状态的情况下还原出意义。
弱测量并不能击败不确定性原理,也不能免费读出隐藏的数值;你以每次试验的精度为代价,只能在统计意义上还原信息。「弱值」是系综的属性,而非单个粒子的属性。
又称
另见