Квантовые неразрушающие измерения — особый вид измерений квантовой системы, при которых неопределенность измеряемой квантовой наблюдаемой не увеличивается от его измеренного значения в ходе последующей нормальной эволюции системы. Они обязательно требуют, чтобы процесс измерения сохранял физическую целостность измеряемой системы и, кроме того, предъявляют требования к соотношению между оцениваемыми наблюдаемыми и собственным гамильтонианом системы. В некотором смысле, КНИ являются "классическим" и наименее возмущающим типом измерений в квантовой механике.
Большинство устройств, способных обнаружить одну частицу и измерить ее координату, сильно изменяют состояние частицы в пространстве в процессе измерения, например, фотоны разрушаются при ударе о экран. Также измерение может просто изменить состояние частицы непредсказуемым образом; тогда второе измерение, независимо от того, насколько быстро оно проведено после первого, не гарантирует нахождения частицы в том же самом месте. Даже для идеальных, "первого рода" проективных измерений, в которых частица находится в измеренном собственном состоянии сразу после измерения, последующая свободная эволюция частицы вызовет быстро растущую неопределенность в положении.
Напротив, измерение импульса (а не координаты) свободной частицы может быть КНИ, потому что распределение импульса сохраняется у частицы с собственным гамильтонианом p2/2m. Поскольку гамильтониан свободной частицы коммутирует с оператором импульса, собственное состояние импульса также является собственным состоянием энергии, поэтому после измерения импульса его неопределенность не увеличивается вследствие свободной эволюции.
Обратите внимание, что термин "неразрушающие" не подразумевает, что волновая функция не коллапсирует.
КНИ крайне трудно осуществить экспериментально. Большая часть исследований в области КНИ была вызвана целью превысить точность, задаваемую стандартным квантовым пределом при экспериментальном обнаружении гравитационных волн[1]. Также возможно применение КНИ при квантовых вычислениях.
Общая теория КНИ была изложена Брагинским, Воронцовым и Торном[2] после многочисленных теоретических работ Брагинского[3][4], Кейвса, Древера, Холленхорта, Халили, Сандберга, Торна, Унру, Воронцова и Циммермана.