Questo è un piccolo esperimento mentale che propone una diversa interpretazione del famoso paradosso del gatto di Schrodinger.
Per farlo simulerò l’esperimento con il computer quantistico che IBM mette a disposizione sul web. Questo è il primo passo:
Assumiamo che il qubit q0 sia l’atomo radioattivo e il qubit q1 il gatto, quando q0 vale |0} l’atomo non è decaduto, quando vale |1} è decaduto, quando q1 vale |0} il gatto è vivo e quando vale |1} il povero gatto è morto.
Inserendo una porta di Hadamard sul qubit q0 poniamo l'atomo radioattivo in uno stato di sovrapposizione quantistica (decaduto, non decaduto).
A questo punto mettiamo il gatto dentro la scatola:
Per simulare l’introduzione del gatto ho messo una porta Control_X che ha q0 come controllo e q1 come target, in questo modo, come si può vedere anche dal grafico delle probabilità, se l’atomo non decade q0 = |0} il gatto rimane vivo q1 = |0}, se l’atomo decade q0 = |1} il povero gatto muore q1 = |1}.
L’atomo radioattivo e il gatto (q0 e q1) sono in uno stato di sovrapposizione e in entanglement tra loro (per noi al di fuori della scatola il gatto è vivo e morto contemporaneamente).
Dopo qualche minuto andiamo ad aprire la scatola per vedere se il gatto è vivo o morto, facendo una misura del qubit q1 (il gatto) che ci dirà se è vivo |0}:
O se è morto |1}:
Quello che succede è che quando apriamo la scatola facciamo collassare la funzione d’onda, che è in uno stato di sovrapposizione (|00} + |11}), in uno dei due stati.
Ora però, proviamo a vedere la cosa da un altro punto di vista, entriamo anche noi a far parte dell’esperimento, a questo punto noi siamo il qubit q2:
Quando apriamo la scatola e osserviamo il gatto non facciamo altro che entrare in entanglement con lui:
E così quando q2 vale |0} noi siamo felici perché vediamo il gatto vivo, quando vale|1} siamo tristi perché vediamo il gatto morto.
Ma quale delle due condizioni osserveremo?
Secondo un osservatore che si trova fuori dalla nostra casa noi siamo in sovrapposizione e in entanglement con il gatto e l’atomo radioattivo (|000} + |111}). Praticamente esistono 2 noi, uno felice con il gatto vivo e uno triste con il gatto morto, che vivono in due universi paralleli.
Questa è quella che viene chiamata l’interpretazione a ‘molti mondi’, dove non c’è il collasso della funzione d’onda, ma esistono più mondi 'paralleli'.
Ma non è possibile avere esperienza diretta di questo perchè i vari mondi non possono comunicare tra loro, per questo si dicono paralleli, perchè non si incontrano mai.
A questo punto, quale delle due interpretazioni preferite?
Il collasso della funzione d’onda?
O i molti mondi?