量子力学与量子引力中的相对论时间问题的解及其引起的量子退相干基本机制

在量子力学中采用相对论时间框架，是一种将系统中所有变量都提升为量子算符的做法，随后选择其中一个变量充当“时钟”。计算当“时钟”指定某一特定时间时，系统中其他变量取某些特定值的条件概率。该框架在假设存在外部完美经典时钟的情况下显得不自然，尤其是在量子宇宙学情境下。直到最近，普通量子力学中存在诸多问题，而在约束理论（如广义相对论）中则更困难。我们最近引入的对广义相对论进行一致离散化的方案已消除了此类障碍。由于时钟现在是受量子涨落影响的对象，其在时间上的演化并非严格酉且纯态会退相干为混合态。本文详细推导了此类退相干的类型，发现其为 Lindblad 形式。这一形式具有吸引力，因为它可实现失去相干性而不违反能量守恒。我们将该框架应用于简单宇宙模型，以说明如何进行定量估计。对于大多数量子系统而言，效应似乎太小，难以观察；尽管某些宏观量子系统可能在未来为实验观测提供测试场所。