量子测量作为与宏观外部系统的末态相互作用

研究了一个小型量子散射系统（微观系统）与一个由未知随机变量描述的大型系统（宏观系统）的相互作用。两个系统之间的相互作用在某个正交归一基下对微观系统是对角的，并且该相互作用在宏观系统上留下了印记。此外，假设该相互作用仅涉及两个系统之间微小的能量和动量转移（相较于微观系统内的典型能量/动量）。分析在散射理论框架内进行。按常规方法计算，整个系统的跃迁振幅可因子化。假设宏观系统内发生的相互作用依赖于随机变量，使得平均而言，微观系统的任何特定基矢量态都不受偏好。在包含入射态生成和末态吸收的形式体系中研究密度矩阵。此时，末态对微观系统常规散射振幅的依赖性高度非线性。在宏观系统的热力学极限下，系综（微观系统加宏观系统）的密度矩阵演化为一个末态，该末态包含一组宏观可区分态，其中每个态的微观系统处于某一个基矢量态，而宏观系统处于纠缠态。对于系综中的一个元素，即单次测量，结果则是一个随机游走，其中微观系统最终处于某一个基矢量态（波包坍缩）。