¿Por qué la dinámica de los sistemas cuánticos abiertos debe ser siempre lineal?

En primer lugar, permítanme señalar que existen teorías que proponen extensiones no lineales de la mecánica cuántica (por ejemplo, la mecánica cuántica no lineal de Weinberg). Pero hay argumentos muy fuertes en contra de esos enfoques. Aquí están mis favoritos:

• Experimentos. Si pudiéramos tener una evolución cuántica no lineal, esto debería ser visible en los experimentos. Sin embargo, eso no ha sucedido y la precisión de los experimentos pone límites muy definidos sobre qué tipo de no linealidad aún podría ser posible. He enumerado algunos experimentos aquí: evidencia experimental de linealidad de estados
• Comunicación más rápida que la luz. El teorema de no clonación de la mecánica cuántica que establece que no se puede clonar un estado cuántico desconocido se deriva fácilmente del postulado de linealidad de la mecánica cuántica. Sin embargo, también es necesario prohibir la comunicación más rápida que la luz. En otras palabras: si permite no linealidades en su evolución temporal, entonces sería posible una comunicación más rápida que la luz. Esto se ha estudiado en varios escenarios y grados de sofisticación. Permítanme mencionar la derivación en el modelo de qm no lineal de Weinberg por Polchinski ( https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.66.397 ) y más derivaciones recientes y más abstractas en https://arxiv.org/abs/1411.1768 y https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/037596019090786N)
• Computadoras cuánticas inmensamente poderosas. Hay un argumento interesante de Abrams y Lloyd ( https://arxiv.org/abs/quant-ph/9801041 ) que dice que si la evolución cuántica no fuera lineal, esto podría explotarse para resolver problemas completos de NP e incluso #P problemas completos en tiempo polinomial, y esto no es algo que parezca posible dado todo lo que sabemos.