Pusat Sistem Kuantum Direkayasa, Sekolah Matematika dan Fisika, Universitas Queensland, QLD 4072 Australia
Apakah makalah ini menarik atau ingin dibahas? Scite atau tinggalkan komentar di SciRate.
Abstrak
Salah satu cara utama yang membedakan mekanika kuantum dari relativitas adalah bahwa mekanika kuantum membutuhkan kerangka acuan latar belakang tetap untuk ruangwaktu. Bahkan, ini tampaknya menjadi salah satu hambatan konseptual utama untuk menyatukan kedua teori tersebut. Selain itu, kombinasi dari kedua teori tersebut diharapkan menghasilkan struktur kausal non-klasik, atau โtidak terbatasโ. Dalam makalah ini, kami menyajikan perumusan latar belakang independen dari formalisme matriks proses โ suatu bentuk mekanika kuantum yang memungkinkan struktur kausal tak terbatas โ sambil mempertahankan statistik pengukuran yang terdefinisi dengan baik secara operasional. Kami melakukan ini dengan mendalilkan distribusi probabilitas arbitrer dari hasil pengukuran melintasi "potongan" ruangwaktu diskrit, yang kami anggap sebagai laboratorium fisik, dan kemudian mensyaratkan distribusi ini invarian di bawah permutasi laboratorium apa pun. Kami menemukan (a) bahwa seseorang masih memperoleh struktur kausal nontrivial, tidak terbatas dengan latar belakang independensi, (b) bahwa kami kehilangan gagasan tentang operasi lokal di laboratorium yang berbeda, tetapi dapat memulihkannya dengan menyandikan kerangka referensi ke dalam keadaan fisik sistem kami, dan (c) bahwa invarian permutasi membebankan kendala simetri yang mengejutkan, meskipun secara formal mirip dengan aturan superseleksi, tidak dapat ditafsirkan seperti itu.
โบ data BibTeX
โบ Referensi
[1] Jeremy Butterfield dan Christopher J. Isham. "Ruang-waktu dan tantangan filosofis gravitasi kuantum". Halaman 33โ89. Pers Universitas Cambridge. (1999). arXiv:gr-qc/โ9903072.
https: / / doi.org/ 10.1017 / CBO9780511612909.003
arXiv: gr-qc / 9903072
[2] Lucien Hardy. "Teori probabilitas dengan struktur kausal dinamis: Kerangka kerja baru untuk gravitasi kuantum" (2005). arXiv:gr-qc/โ0509120.
arXiv: gr-qc / 0509120
[3] Ognyan Oreshkov, Fabio Costa, and ฤaslav Brukner. "Korelasi kuantum tanpa urutan kausal". Nat. Komunal. 3 (2012).
https://โ/โdoi.org/โ10.1038/โncomms2076
[4] C.Rovelli. "Apa yang dapat diamati dalam gravitasi klasik dan kuantum?". Kelas. Gravitasi Kuantum 8 (1991).
https:/โ/โdoi.org/โ10.1088/โ0264-9381/โ8/โ2/โ011
[5] John D. Norton. "Argumen Lubang". Dalam Edward N. Zalta, editor, The Stanford Encyclopedia of Philosophy. Lab Penelitian Metafisika, Stanford University (2019). Edisi musim panas 2019.
https://โ/โplato.stanford.edu/โarchives/โsum2019/โentries/โspacetime-holearg/โ
[6] Abhay Ashtekar dan Jerzy Lewandowski. "Gravitasi kuantum independen latar belakang: laporan status". Gravitasi Klasik dan Kuantum 21, R53โR152 (2004).
https:/โ/โdoi.org/โ10.1088/โ0264-9381/โ21/โ15/โr01
[7] Lee Smolin. โKasus Latar Belakang Kemerdekaanโ. Dalam Fondasi Struktural Gravitasi Kuantum. Oxford University Press (2006). arXiv:hep-th/โ0507235.
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, and P. Walther. "Superposisi eksperimental pesanan gerbang kuantum". Nat. Komunikasi. 6 (2015).
https://โ/โdoi.org/โ10.1038/โncomms8913
[9] Giulia Rubino, Lee A Rozema, Adrien Feix, Mateus Araรบjo, Jonas M Zeuner, Lorenzo M Procopio, ฤaslav Brukner, and Philip Walther. "Verifikasi eksperimental dari urutan kausal yang tidak terbatas". Kemajuan Sains 3, e1602589 (2017).
https: / / doi.org/ 10.1126 / sciadv.1602589
[10] Giulia Rubino, Lee A. Rozema, Francesco Massa, Mateus Araรบjo, Magdalena Zych, ฤaslav Brukner, and Philip Walther. "Keterikatan eksperimental tatanan temporal". Kuantum 6, 621 (2022).
https:/โ/โdoi.org/โ10.22331/โq-2022-01-11-621
[11] K. Goswami, C. Giarmatzi, M. Kewming, F. Costa, C. Branciard, J. Romero, and AG White. "Urutan Kausal Tak Terbatas dalam Saklar Kuantum". Fisika. Pendeta Lett. 121 (2018).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.121.090503
[12] K. Goswami, Y. Cao, GA Paz-Silva, J. Romero, and AG White. "Meningkatkan kapasitas komunikasi melalui superposisi ketertiban". Fisika. Pdt. Penelitian 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, dkk. "Switching kuantum eksperimental untuk kompleksitas komunikasi kuantum yang unggul secara eksponensial". Fisika. Pendeta Lett. 122, 120504 (2019).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.122.120504
[14] Mรกrcio M. Taddei, Jaime Cariรฑe, Daniel Martรญnez, Tania Garcรญa, Nayda Guerrero, Alastair A. Abbott, Mateus Araรบjo, Cyril Branciard, Esteban S. Gรณmez, Stephen P. Walborn, Leandro Aolita, and Gustavo Lima. "Keuntungan komputasi dari superposisi kuantum dari beberapa tatanan temporal gerbang fotonik". 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, dan Giulio Chiribella. "Transmisi eksperimental informasi kuantum menggunakan superposisi urutan kausal". Fisika. Pendeta Lett. 124, 030502 (2020).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.124.030502
[16] Giulia Rubino, Lee A. Rozema, Daniel Ebler, Hlรฉr Kristjรกnsson, Sina Salek, Philippe Allard Guรฉrin, Alastair A. Abbott, Cyril Branciard, ฤaslav Brukner, Giulio Chiribella, and Philip Walther. "Peningkatan komunikasi kuantum eksperimental dengan menempatkan lintasan". Fisika. Pdt. Penelitian 3, 013093 (2021).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevResearch.3.013093
[17] Philippe Allard Guรฉrin dan ฤaslav Brukner. "Lokalitas peristiwa kuantum yang bergantung pada pengamat". Jurnal Baru Fisika 20, 103031 (2018).
https: / / doi.org/ 10.1088 / 1367-2630 / aae742
[18] Ognyan Oreshkov. "Subsistem dan operasi kuantum terdelokalisasi waktu: pada keberadaan proses dengan struktur kausal tak terbatas dalam mekanika kuantum". Kuantum 3, 206 (2019).
https:/โ/โdoi.org/โ10.22331/โq-2019-12-02-206
[19] G. Chiribella, GM D'Ariano, P. Perinotti, and B. Valiron. "Perhitungan kuantum tanpa struktur kausal yang pasti". Fisika. Pdt. A 88, 022318 (2013).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevA.88.022318
[20] G.Chiribella. "Diskriminasi sempurna dari saluran tanpa pensinyalan melalui superposisi kuantum dari struktur kausal". Fisika. Pdt. A 86, 040301(R) (2012).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevA.86.040301
[21] T. Colnaghi, G. D'Ariano, S. Facchini, and P. Perinotti. "Komputasi kuantum dengan koneksi yang dapat diprogram antar gerbang". Fisika. Lett. A 376 (2012).
https: / / doi.org/ 10.1016 / j.physleta.2012.08.028
[22] M. Araรบjo, F. Costa, dan ฤ. Brukner. "Keunggulan Komputasi dari Pengurutan Gerbang yang Dikendalikan Kuantum". Fisika. Pendeta Lett. 113, 250402 (2014).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.113.250402
[23] Adrien Feix, Mateus Araรบjo, and ฤaslav Brukner. "Superposisi kuantum dari urutan pihak sebagai sumber komunikasi". Fisika. Pdt. A 92, 052326 (2015).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevA.92.052326
[24] Philippe Allard Guรฉrin, Adrien Feix, Mateus Araรบjo, and ฤaslav Brukner. "Keuntungan kompleksitas komunikasi eksponensial dari superposisi kuantum dari arah komunikasi". Fisika. Pendeta Lett. 117, 100502 (2016).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.117.100502
[25] Daniel Ebler, Sina Salek, dan Giulio Chiribella. "Meningkatkan komunikasi dengan bantuan urutan kausal yang tidak terbatas". Fisika. Pendeta Lett. 120, 120502 (2018).
https: / / doi.org/ 10.1103 / physrevlett.120.120502
[26] Sina Salek, Daniel Ebler, dan Giulio Chiribella. โKomunikasi kuantum dalam superposisi tatanan kausalโ (2018). arXiv:1809.06655v2.
arXiv: 1809.06655v2
[27] Manish K. Gupta dan Ujjwal Sen. โMentransmisikan informasi kuantum dengan menempatkan urutan kausal dari pengukuran yang tidak biasโ (2019). arXiv:1909.13125v1.
arXiv: 1909.13125v1
[28] S. Shrapnel, F. Costa, dan G. Milburn. "Memperbarui Aturan Lahir". J. Phys baru. 20 (2018).
https: / / doi.org/ 10.1088 / 1367-2630 / aabe12
[29] M. Araujo, C. Branciard, F. Costa, A. Feix, C. Giarmatzi, and C. Brukner. "Menyaksikan kelumpuhan hidung kausal". Baru. J.Fis. 17 (2015).
https:/โ/โdoi.org/โ10.1088/โ1367-2630/โ17/โ10/โ102001
[30] A.Jamioลkowski. "Transformasi linier yang mempertahankan jejak dan semidefinisi positif dari operator". Rep. Matematika. Fisika 3, 275โ278 (1972).
https:/โ/โdoi.org/โ10.1016/โ0034-4877(72)90011-0
[31] Man-Duen Choi. "Peta linier yang sepenuhnya positif pada matriks kompleks". Aplikasi Aljabar Linier. 10, 285โ290 (1975).
https:/โ/โdoi.org/โ10.1016/โ0024-3795(75)90075-0
[32] T. Heinosaari dan M. Ziman. "Bahasa matematika teori kuantum". Pers Universitas Cambridge. (2012).
https: / / doi.org/ 10.1017 / CBO9781139031103
[33] A. Abbott, G. Giarmatzi, F. Costa, dan C. Branciard. "Korelasi kausal multipartit: politop dan ketidaksetaraan". Fisika. Pdt.A 94 (2016).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevA.94.032131
[34] Alastair Abbott, Julian Wechs, Fabio Costa, and Cyril Branciard. "Benar-benar nonkausalitas multipartit". Kuantum 1, 39 (2017).
https:/โ/โdoi.org/โ10.22331/โq-2017-12-14-39
[35] J. Wechs, A. Abbott, dan C. Branciard. โTentang definisi dan karakterisasi kausal (non)separabilitas multipartitโ. J. Phys baru. 21 (2019).
https: / / doi.org/ 10.1088 / 1367-2630 / aaf352
[36] Jan Myrheim. "Geometri statistik". Laporan Teknis CERN-TH-2538. CERN (1978). url: http:///โ/โcds.cern.ch/โrecord/โ293594.
http:///โ/โcds.cern.ch/โrecord/โ293594
[37] Luca Bombelli, Joohan Lee, David Meyer, and Rafael D. Sorkin. "Ruang-waktu sebagai perangkat kausal". Fisika. Pendeta Lett. 59, 521โ524 (1987).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.59.521
[38] G't Hooft. "Kuantisasi partikel titik dalam gravitasi dimensi (2 + 1) dan diskrit ruangwaktu". Kelas. dan Quantum Grav. 13, 1023โ1039 (1996).
https:/โ/โdoi.org/โ10.1088/โ0264-9381/โ13/โ5/โ018
[39] Renat Lol. "Pendekatan diskrit untuk gravitasi kuantum dalam empat dimensi". Tinjauan Hidup dalam Relativitas 1, 13 (1998).
https: / / doi.org/ 10.12942 / lrr-1998-13
[40] Fay Dowker. "Set kausal sebagai ruangwaktu diskrit". Penghinaan. Fisika. 47, 1โ9 (2006).
https: / / doi.org/ 10.1080 / 17445760500356833
[41] Pablo Arrighi, Marios Christodoulou, and Amรฉlia Durbec. "Superposisi kuantum grafik" (2020). arXiv:2010.13579.
arXiv: 2010.13579
[42] S. Bartlett, T. Rudolph, dan R. Spekkens. "Bingkai referensi, aturan pemilihan super, dan informasi kuantum". Pendeta Mod. Fisika. 79 (2007).
https: / / doi.org/ 10.1103 / RevModPhys.79.555
[43] Lachlan Parker. "Invarian permutasi dalam proses kuantum.". Tesis kehormatan. Universitas Queensland. (2020).
https://โ/โdoi.org/โ10.14264/โ4ab01e5
[44] C. Branciard, M. Araujo, A. Feix, F. Costa, and C. Brukner. "Ketidaksetaraan kausal yang paling sederhana dan pelanggarannya". J. Phys baru. 27 (2015).
https:/โ/โdoi.org/โ10.1088/โ1367-2630/โ18/โ1/โ013008
[45] Don N. Page dan William K. Wootters. "Evolusi tanpa evolusi: Dinamika dijelaskan oleh pengamatan stasioner". Fisika. Pdt.D 27, 2885โ2892 (1983).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevD.27.2885
[46] Carlo Rovelli. "Mekanika kuantum relasional". Jurnal Internasional Fisika Teoritis 35, 1637โ1678 (1996).
https: / / doi.org/ 10.1007 / BF02302261
[47] David Poulin. "Model mainan untuk perumusan relasional teori kuantum". Jurnal Internasional Fisika Teoritis 45, 1189โ1215 (2006).
https:/โ/โdoi.org/โ10.1007/โs10773-006-9052-0
[48] Vittorio Giovannetti, Seth Lloyd, and Lorenzo Maccone. "Waktu kuantum". Fisika. Rev.D 92, 045033 (2015).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevD.92.045033
[49] Takayuki Miyadera, Leon Loveridge, and Paul Busch. "Mendekati relasional yang dapat diamati dengan jumlah absolut: pertukaran ukuran akurasi kuantum". Jurnal Fisika A: Matematika dan Teori 49, 185301 (2016).
https:/โ/โdoi.org/โ10.1088/โ1751-8113/โ49/โ18/โ185301
[50] Flaminia Giacomini, Esteban Castro-Ruiz, and ฤaslav Brukner. "Mekanika kuantum dan kovarians hukum fisika dalam kerangka referensi kuantum". Komunikasi Alam 10, 494 (2019).
https:/โ/โdoi.org/โ10.1038/โs41467-018-08155-0
[51] Alexander RH Smith dan Mehdi Ahmadi. "Mengukur waktu: Menginteraksikan jam dan sistem". Kuantum 3, 160 (2019).
https:/โ/โdoi.org/โ10.22331/โq-2019-07-08-160
[52] Lucien Hardy. โRelativitas umum operasional: Possibilistik, probabilistik, dan kuantumโ (2016). arXiv:1608.06940.
arXiv: 1608.06940
[53] Magdalena Zych, Fabio Costa, dan Timothy C. Ralph. โRelativitas superposisi kuantumโ (2018). arXiv:1809.04999.
arXiv: 1809.04999
Dikutip oleh
[1] Matheus Capela, Harshit Verma, Fabio Costa, dan Lucas Chibebe Cรฉleri, โUrutan kausal tak terbatas tidak selalu menjadi sumber daya untuk proses termodinamikaโ, arXiv: 2208.03205.
Kutipan di atas berasal dari SAO / NASA ADS (terakhir berhasil diperbarui, 2022-11-28 18:53:22). Daftar ini mungkin tidak lengkap karena tidak semua penerbit menyediakan data kutipan yang cocok dan lengkap.
Tidak dapat mengambil Crossref dikutip oleh data selama upaya terakhir 2022-11-28 18:53:20: Tidak dapat mengambil data yang dikutip oleh untuk 10.22331 / q-2022-11-28-865 dari Crossref. Ini normal jika DOI terdaftar baru-baru ini.
Makalah ini diterbitkan dalam Quantum di bawah Creative Commons Attribution 4.0 Internasional (CC BY 4.0) lisensi. Hak cipta tetap berada pada pemegang hak cipta asli seperti penulis atau lembaganya.
