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量子観測とは、量子系の状態を測定することで、その状態を確定させることです。量子系の状態は、一般に複数の可能性の重ね合わせになっていますが、量子観測によってその重ね合わせが崩れて、一つの可能性に収束します。この現象を「波動関数の収縮」と呼びます。
情報理論的エントロピーとは、情報の不確かさや乱雑さを表す物理量です。エントロピーが高いほど、情報が不確かで乱雑であると言えます。量子系の状態に対しても、エントロピーを定義することができます。量子系のエントロピーは、その状態の重ね合わせの度合いによって決まります。重ね合わせの度合いが高いほど、エントロピーも高くなります。
したがって、量子観測を行うと、量子系の状態が重ね合わせから一つの可能性に収束するので、エントロピーが下がるということになります。これは、量子観測によって、量子系の状態に関する情報が得られることを意味します。量子観測は、情報の不確かさや乱雑さを減らすという観点から見ると、情報の圧縮や整理といった操作に相当します。
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