Mérnöki kvantumrendszerek központja, Matematikai és Fizikai Iskola, Queenslandi Egyetem, QLD 4072 Ausztrália
Érdekesnek találja ezt a cikket, vagy szeretne megvitatni? Scite vagy hagyjon megjegyzést a SciRate-en.
Absztrakt
Az egyik legfontosabb módja annak, hogy a kvantummechanika eltér a relativitáselmélettől, hogy rögzített háttér-referenciakeretet igényel a téridőhöz. Valójában úgy tűnik, hogy ez az egyik fő koncepcionális akadály a két elmélet egyesítése előtt. Ezenkívül a két elmélet kombinációja várhatóan nem klasszikus vagy „határozatlan” oksági struktúrákat eredményez. Ebben a cikkben bemutatjuk a folyamatmátrix formalizmus – a kvantummechanika egy olyan formáját, amely meghatározatlan oksági struktúrát tesz lehetővé – háttértől független megfogalmazását, miközben megtartjuk a működésileg jól definiált mérési statisztikákat. Ezt úgy tesszük, hogy a mérési eredmények tetszőleges valószínűségi eloszlását feltételezzük a téridő diszkrét „darabjai” között, amelyeket fizikai laboratóriumoknak tekintünk, majd megköveteljük, hogy ez az eloszlás invariáns legyen a laboratóriumok bármely permutációja esetén. Azt találjuk, hogy (a) még mindig nem triviális, határozatlan oksági struktúrákat kapunk háttérfüggetlenséggel, (b) hogy elveszítjük a különböző laboratóriumokban végzett lokális műveletek gondolatát, de helyreállíthatjuk, ha egy referenciakeretet kódolunk rendszerünk fizikai állapotaiba, és (c) a permutációs invariancia meglepő szimmetria-megkötéseket támaszt, amelyek bár formailag hasonlítanak egy szuperszelekciós szabályhoz, nem értelmezhetők ekként.
► BibTeX adatok
► Referenciák
[1] Jeremy Butterfield és Christopher J. Isham. „A téridő és a kvantumgravitáció filozófiai kihívása”. 33–89. oldal. Cambridge University Press. (1999). arXiv:gr-qc/9903072.
https:///doi.org/10.1017/CBO9780511612909.003
arXiv:gr-qc/9903072
[2] Lucien Hardy. „Valószínűségelméletek dinamikus oksági szerkezettel: A kvantumgravitáció új keretrendszere” (2005). arXiv:gr-qc/0509120.
arXiv:gr-qc/0509120
[3] Ognyan Oreshkov, Fabio Costa és Časlav Brukner. „Kvantumkorrelációk ok-okozati sorrend nélkül”. Nat. Commun. 3 (2012).
https:///doi.org/10.1038/ncomms2076
[4] C. Rovelli. "Mi figyelhető meg a klasszikus és kvantumgravitációban?" Osztály. Quantum Grav. 8 (1991).
https://doi.org/10.1088/0264-9381/8/2/011
[5] John D. Norton. "A lyuk érv". In Edward N. Zalta, szerkesztő, The Stanford Encyclopedia of Philosophy. Metafizikai Kutatólaboratórium, Stanford Egyetem (2019). 2019 nyári kiadás.
https:///plato.stanford.edu/archives/sum2019/entries/spacetime-holearg/
[6] Abhay Ashtekar és Jerzy Lewandowski. „Háttérfüggetlen kvantumgravitáció: állapotjelentés”. Klasszikus és kvantumgravitáció 21, R53–R152 (2004).
https://doi.org/10.1088/0264-9381/21/15/r01
[7] Lee Smolin. „A háttérfüggetlenség ügye”. In A kvantumgravitáció szerkezeti alapjai. Oxford University Press (2006). arXiv:hep-th/0507235.
https:///doi.org/10.1093/acprof:oso/9780199269693.003.0007
arXiv:hep-th/0507235
[8] L. Procopio, A. Moqnaki, M. Araujo, F. Costa, I. Calafell, E. Dowd, D. Hamel, L. Rozema, C. Brukner és P. Walther. „Kvantumkapuk rendjének kísérleti szuperpozíciója”. Nat. Comms. 6 (2015).
https:///doi.org/10.1038/ncomms8913
[9] Giulia Rubino, Lee A Rozema, Adrien Feix, Mateus Araújo, Jonas M Zeuner, Lorenzo M Procopio, Časlav Brukner és Philip Walther. „Egy határozatlan ok-okozati sorrend kísérleti ellenőrzése”. Science Advances 3, e1602589 (2017).
https:///doi.org/10.1126/sciadv.1602589
[10] Giulia Rubino, Lee A. Rozema, Francesco Massa, Mateus Araújo, Magdalena Zych, Časlav Brukner és Philip Walther. „Az időbeli rend kísérleti összefonódása”. Quantum 6, 621 (2022).
https://doi.org/10.22331/q-2022-01-11-621
[11] K. Goswami, C. Giarmatzi, M. Kewming, F. Costa, C. Branciard, J. Romero és AG White. „Határozatlan oksági sorrend egy kvantumváltásban”. Phys. Rev. Lett. 121 (2018).
https:///doi.org/10.1103/PhysRevLett.121.090503
[12] K. Goswami, Y. Cao, GA Paz-Silva, J. Romero és AG White. „Kommunikációs kapacitás növelése a sorrend szuperpozíciójával”. Phys. Rev. Research 2, 033292 (2020).
https:///doi.org/10.1103/PhysRevResearch.2.033292
[13] Kejin Wei, Nora Tischler, Si-Ran Zhao, Yu-Huai Li, Juan Miguel Arrazola, Yang Liu, Weijun Zhang, Hao Li, Lixing You, Zhen Wang és mások. „Kísérleti kvantumkapcsolás az exponenciálisan kiváló kvantumkommunikációs komplexitás érdekében”. Phys. Rev. Lett. 122, 120504 (2019).
https:///doi.org/10.1103/PhysRevLett.122.120504
[14] Márcio M. Taddei, Jaime Cariñe, Daniel Martínez, Tania García, Nayda Guerrero, Alastair A. Abbott, Mateus Araújo, Cyril Branciard, Esteban S. Gómez, Stephen P. Walborn, Leandro Aolita és Gustavo Lima. „Számítási előny a fotonikus kapuk több időbeli rendjének kvantum-szuperpozíciójából”. PRX Quantum 2, 010320 (2021).
https:///doi.org/10.1103/PRXQuantum.2.010320
[15] Yu Guo, Xiao-Min Hu, Zhi-Bo Hou, Huan Cao, Jin-Ming Cui, Bi-Heng Liu, Yun-Feng Huang, Chuan-Feng Li, Guang-Can Guo és Giulio Chiribella. „Kvantuminformáció kísérleti továbbítása oksági sorrendek szuperpozíciójával”. Phys. Rev. Lett. 124, 030502 (2020).
https:///doi.org/10.1103/PhysRevLett.124.030502
[16] Giulia Rubino, Lee A. Rozema, Daniel Ebler, Hlér Kristjánsson, Sina Salek, Philippe Allard Guérin, Alastair A. Abbott, Cyril Branciard, Časlav Brukner, Giulio Chiribella és Philip Walther. „Kísérleti kvantumkommunikáció javítása pályák egymásra helyezésével”. Phys. Rev. Research 3, 013093 (2021).
https:///doi.org/10.1103/PhysRevResearch.3.013093
[17] Philippe Allard Guérin és Časlav Brukner. „A kvantumesemények megfigyelőtől függő lokalitása”. New Journal of Physics 20, 103031 (2018).
https:///doi.org/10.1088/1367-2630/aae742
[18] Ognyan Oreshkov. „Idődelokalizált kvantum alrendszerek és műveletek: határozatlan oksági szerkezetű folyamatok létezéséről a kvantummechanikában”. Quantum 3, 206 (2019).
https://doi.org/10.22331/q-2019-12-02-206
[19] G. Chiribella, GM D'Ariano, P. Perinotti és B. Valiron. „Kvantumszámítások határozott oksági struktúra nélkül”. Phys. Rev. A 88, 022318 (2013).
https:///doi.org/10.1103/PhysRevA.88.022318
[20] G. Chiribella. „A jelzés nélküli csatornák tökéletes megkülönböztetése az oksági struktúrák kvantum-szuperpozíciójával”. Phys. Rev. A 86, 040301(R) (2012).
https:///doi.org/10.1103/PhysRevA.86.040301
[21] T. Colnaghi, G. D'Ariano, S. Facchini és P. Perinotti. „Kvantumszámítás a kapuk közötti programozható kapcsolatokkal”. Phys. Lett. A 376 (2012).
https:///doi.org/10.1016/j.physleta.2012.08.028
[22] M. Araújo, F. Costa és Č. Brukner. „Számítási előny a kapuk kvantumvezérelt rendezéséből”. Phys. Rev. Lett. 113, 250402 (2014).
https:///doi.org/10.1103/PhysRevLett.113.250402
[23] Adrien Feix, Mateus Araújo és Časlav Brukner. „A felek rendjének kvantum-szuperpozíciója, mint kommunikációs erőforrás”. Phys. Rev. A 92, 052326 (2015).
https:///doi.org/10.1103/PhysRevA.92.052326
[24] Philippe Allard Guérin, Adrien Feix, Mateus Araújo és Časlav Brukner. „Exponenciális kommunikációs összetettségi előny a kommunikáció irányának kvantum-szuperpozíciójából”. Phys. Rev. Lett. 117, 100502 (2016).
https:///doi.org/10.1103/PhysRevLett.117.100502
[25] Daniel Ebler, Sina Salek és Giulio Chiribella. „Megerősített kommunikáció a határozatlan ok-okozati sorrend segítségével”. Phys. Rev. Lett. 120, 120502 (2018).
https:///doi.org/10.1103/physrevlett.120.120502
[26] Sina Salek, Daniel Ebler és Giulio Chiribella. „Kvantumkommunikáció az oksági sorrendek szuperpozíciójában” (2018). arXiv:1809.06655v2.
arXiv:1809.06655v2
[27] Manish K. Gupta és Ujjwal Sen. „Kvantuminformáció továbbítása kölcsönösen elfogulatlan mérések oksági sorrendjének egymásra helyezésével” (2019). arXiv:1909.13125v1.
arXiv:1909.13125v1
[28] S. Shrapnel, F. Costa és G. Milburn. „A Született szabály frissítése”. Új J. Phys. 20 (2018).
https:///doi.org/10.1088/1367-2630/aabe12
[29] M. Araujo, C. Branciard, F. Costa, A. Feix, C. Giarmatzi és C. Brukner. „Az ok-okozati orr-elválaszthatóság tanúja”. Új. J. Phys. 17 (2015).
https://doi.org/10.1088/1367-2630/17/10/102001
[30] A. Jamiołkowski. „Lineáris transzformációk, amelyek megőrzik az operátorok nyomvonalát és pozitív félig meghatározottságát”. Rep. Math. Phys 3, 275–278 (1972).
https://doi.org/10.1016/0034-4877(72)90011-0
[31] Man-Duen Choi. „Teljesen pozitív lineáris térképek összetett mátrixokon”. Lineáris algebra Appl. 10, 285–290 (1975).
https://doi.org/10.1016/0024-3795(75)90075-0
[32] T. Heinosaari és M. Ziman. „A kvantumelmélet matematikai nyelve”. Cambridge University Press. (2012).
https:///doi.org/10.1017/CBO9781139031103
[33] A. Abbott, G. Giarmatzi, F. Costa és C. Branciard. „Multipartit ok-okozati összefüggések: politópok és egyenlőtlenségek”. Phys. Rev. A 94 (2016).
https:///doi.org/10.1103/PhysRevA.94.032131
[34] Alastair Abbott, Julian Wechs, Fabio Costa és Cyril Branciard. „Valódi többoldalú non-kauzalitás”. Quantum 1, 39 (2017).
https://doi.org/10.22331/q-2017-12-14-39
[35] J. Wechs, A. Abbott és C. Branciard. „A többrészes ok-okozati (nem) elkülöníthetőség meghatározásáról és jellemzéséről”. Új J. Phys. 21 (2019).
https:///doi.org/10.1088/1367-2630/aaf352
[36] Jan Myrheim. „Statisztikai geometria”. CERN-TH-2538 műszaki jelentés. CERN (1978). url: http:///cds.cern.ch/record/293594.
http:///cds.cern.ch/record/293594
[37] Luca Bombelli, Joohan Lee, David Meyer és Rafael D. Sorkin. „Téridő, mint oksági halmaz”. Phys. Rev. Lett. 59, 521–524 (1987).
https:///doi.org/10.1103/PhysRevLett.59.521
[38] G't Hooft. „Pontos részecskék kvantálása (2 + 1)-dimenziós gravitációban és téridő diszkrétségben”. Osztály. és Quantum Grav. 13, 1023-1039 (1996).
https://doi.org/10.1088/0264-9381/13/5/018
[39] Renate Loll. „A kvantumgravitáció diszkrét megközelítései négy dimenzióban”. Living Reviews in Relativity 1, 13 (1998).
https:///doi.org/10.12942/lrr-1998-13
[40] Fay Dowker. „A kauzális halmazok mint diszkrét téridő”. Contemp. Phys. 47, 1–9 (2006).
https:///doi.org/10.1080/17445760500356833
[41] Pablo Arrighi, Marios Christodoulou és Amélia Durbec. „Grafikonok kvantum-szuperpozíciói” (2020). arXiv:2010.13579.
arXiv: 2010.13579
[42] S. Bartlett, T. Rudolph és R. Spekkens. „Referenciakeretek, szuperszelekciós szabályok és kvantuminformációk”. Rev. Mod. Phys. 79 (2007).
https:///doi.org/10.1103/RevModPhys.79.555
[43] Lachlan Parker. "Permutációs invariancia kvantumfolyamatokban." Kitüntetéses szakdolgozat. A Queenslandi Egyetem. (2020).
https:///doi.org/10.14264/4ab01e5
[44] C. Branciard, M. Araujo, A. Feix, F. Costa és C. Brukner. „A legegyszerűbb ok-okozati egyenlőtlenségek és azok megsértése”. Új J. Phys. 27 (2015).
https://doi.org/10.1088/1367-2630/18/1/013008
[45] Don N. Page és William K. Wootters. „Evolúció evolúció nélkül: Stacionárius megfigyelhető adatokkal leírt dinamika”. Phys. Rev. D 27, 2885–2892 (1983).
https:///doi.org/10.1103/PhysRevD.27.2885
[46] Carlo Rovelli. „Relációs kvantummechanika”. International Journal of Theoretical Physics 35, 1637–1678 (1996).
https:///doi.org/10.1007/BF02302261
[47] David Poulin. „Játékmodell a kvantumelmélet relációs megfogalmazásához”. International Journal of Theoretical Physics 45, 1189–1215 (2006).
https://doi.org/10.1007/s10773-006-9052-0
[48] Vittorio Giovannetti, Seth Lloyd és Lorenzo Maccone. „Kvantumidő”. Phys. Rev. D 92, 045033 (2015).
https:///doi.org/10.1103/PhysRevD.92.045033
[49] Takayuki Miyadera, Leon Loveridge és Paul Busch. „A relációs megfigyelhető értékek abszolút mennyiségekkel való közelítése: a kvantumpontosság és a méret kompromisszuma”. Journal of Physics A: Mathematical and Theoretical 49, 185301 (2016).
https://doi.org/10.1088/1751-8113/49/18/185301
[50] Flaminia Giacomini, Esteban Castro-Ruiz és Časlav Brukner. „Kvantummechanika és a fizikai törvények kovarianciája kvantum referenciakeretekben”. Nature Communications 10, 494 (2019).
https://doi.org/10.1038/s41467-018-08155-0
[51] Alexander RH Smith és Mehdi Ahmadi. „Idő kvantálása: kölcsönhatásban lévő órák és rendszerek”. Quantum 3, 160 (2019).
https://doi.org/10.22331/q-2019-07-08-160
[52] Lucien Hardy. „Műveleti általános relativitáselmélet: Possibilistic, probabilistic és kvantum” (2016). arXiv:1608.06940.
arXiv: 1608.06940
[53] Magdalena Zych, Fabio Costa és Timothy C. Ralph. „A kvantum-szuperpozíciók relativitása” (2018). arXiv:1809.04999.
arXiv: 1809.04999
Idézi
[1] Matheus Capela, Harshit Verma, Fabio Costa és Lucas Chibebe Céleri: „A határozatlan oksági sorrend nem mindig forrása a termodinamikai folyamatoknak”, arXiv: 2208.03205.
A fenti idézetek innen származnak SAO/NASA HIRDETÉSEK (utolsó sikeres frissítés: 2022-11-28 18:53:22). Előfordulhat, hogy a lista hiányos, mivel nem minden kiadó ad megfelelő és teljes hivatkozási adatokat.
Nem sikerült lekérni Az adatok által hivatkozott kereszthivatkozás utolsó próbálkozáskor 2022-11-28 18:53:20: Nem sikerült lekérni a 10.22331/q-2022-11-28-865 hivatkozás által hivatkozott adatokat a Crossref-től. Ez normális, ha a DOI-t nemrég regisztrálták.
Ez a tanulmány a Quantumban jelent meg Creative Commons Nevezd meg 4.0 International (CC BY 4.0) engedély. A szerzői jog az eredeti szerzői jog tulajdonosainál marad, például a szerzőknél vagy intézményeiknél.
