La emisión espontánea y la emisión estimulada son casos relacionados con la medición, pero no son idénticos a ella. Podríamos preguntarnos cómo se relacionan la medición de estados y la preparación de estados con la medición, o la decoherencia de estados. Ambos son aspectos necesarios de la física cuántica. Para hacer experimentos necesitamos preparar estados idénticos, donde el láser hace muy bien el trabajo de duplicar los estados de los fotones.
El operador de Lindblad describe la atenuación de una superposición de estados por lo que la matriz de densidad es $\rho_{ij} \simeq e^{-\Gamma_{ik}}\rho_{kj}$ para algunos estados por lo que la matriz de densidad se reduce en un tipo de mecanismo de colapso.
Veamos los coeficientes de Einstein para la absorción de fotones $B_{12}$ y la emisión inducida $B_{21}$ . Estos contribuyen al coeficiente de absorción $k = \frac{E}{4\pi} (n_1B_{12} - n_2B_{21})$ para los fotones de energía $E = \hbar\omega$ . Se trata de una especie de absorción negativa, por lo que $$ \dot n_1|_{-abs} = B_{21}n_2\rho(E), $$ para $\rho(E)$ la densidad de energía. Esto se acopla a la tasa de absorción $$ \dot n_1|_{+abs} = -B_{21}n_1\rho(E), $$ y la tasa de emisión espontánea para $n_i$ $\dot n_i = (-1)^{i+1}A_{21}n_i$ . Si asumo que las tasas de emisión espontánea son constantes, entonces la población $n_1$ crece linealmente con el tiempo. Esto significa que el número de estos estados está creciendo.
La reducción de una función de onda es un aspecto de la emisión espontánea, y podemos pensar que está relacionada, al menos, con una medición. Con los coeficientes de Einstein, existen los coeficientes de emisión espontánea $A_{21}$ que debe ser distinto de cero. Esto es necesario para que se produzca la inversión de estados de la población. Si se tuviera $A_{21} = 0$ y estaban generando estos $n_1$ afirma que esto sería una especie de clonación cuántica. Todos conocemos el teorema de la no clonación. Entonces podemos pensar en esto como una especie de proceso termodinámico; para generar más de estos $n_1$ estados debemos tener la entrada de energía y por la decoherencia de estados en emisión espontánea entropía. Así que el proceso de emisión espontánea comparte características comunes a la reducción de la función de onda, ya sea un colapso real o dinámico o un fenómeno visto en MWI. No voy a entrar en interpretaciones aquí.
Una medición es una forma de decoherencia, como otros eventos pueden causar decoherencia. Sin embargo, en un sentido estricto, algo como la emisión espontánea no es una medición. En el sentido de Bohr, una medición significa la reducción de estados y el registro de esto de forma clásica. Los mecanismos de preparación de los estados cuánticos y su medición requieren una entrada clásica, y la emisión espontánea y estimulada de fotones tienen esta característica. Sin embargo, si nadie registra realmente el estado de un fotón, entonces mientras estos "mecanismos de conducción" clásicos están en juego, no se registra una información clásica. Eso, en sentido estricto, define una medición.
