“量子达尔文主义”的一个简单例子：多自旋环境中的冗余信息存储

随着量子信息科学接近构建量子计算机的目标，理解因退相干导致的信息丢失变得愈发重要。可从环境获得的关于系统的信息有助于量子控制与纠错。此外，观察者大多通过监测“感兴趣对象”的环境（主要是光子）间接获取信息。信息究竟如何印记于环境中，对于“经典”从量子基底中涌现至关重要。本文考察多量子比特（或多自旋）环境如何存储关于单一系统的信息。丢失到环境中的信息可被冗余存储，也可编码于环境的纠缠模式中。我们进一步表明，随机选取的环境态几乎总是将信息编码得使观察者必须捕获环境的多数才能推断系统状态。反之，在典型退相干过程产生的态中，关于系统特定可观测量信息被冗余存储。这种“最适信息”的选择性增殖（称为量子达尔文主义）在选取宏观系统优先的、有效的经典可观测量中起关键作用。将环境不仅视为垃圾场、更视为通信渠道的认识正在发展，这把我们对环境在量子-经典过渡中作用的理解扩展到传统退相干范式之外。