QFT의 측정 이론을 향하여: "불가능한" 양자 측정은 가능하지만 이상적이지는 않습니다.

QFT의 측정 이론을 향하여: "불가능한" 양자 측정은 가능하지만 이상적이지는 않습니다.

니콜라스 기신과 플라비오 델 산토

제네바대학교 응용물리학 그룹, 1211 제네바, 스위스
스위스 제네바 컨스트럭터 대학교

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추상

상대성과 양자 측정을 결합하려는 순진한 시도는 공간처럼 분리된 영역 사이의 신호 전달로 이어집니다. QFT에서는 이를 $textit{불가능한 측정}$이라고 합니다. 우리는 동일한 문제가 비국소적 공동 측정(즉, 공간적으로 분리된 시스템 사이)이 일반적으로 신호로 이어지는 반면, 신호가 없는 것으로 예상되는(예를 들어 $textit{principle에 기반한) 비상대론적 양자 물리학에서도 발생한다는 것을 보여줍니다. 비물리적 의사소통}$). 이는 다음과 같은 질문을 제기합니다. 어떤 비국소적 양자 측정이 물리적으로 가능합니까? 우리는 QFT에서 불가능한 측정과 독립적으로 개발된 비상대론적 양자 정보 접근 방식을 추가로 검토하고 개발하며, 이 두 가지 방법이 사실상 동일한 문제를 해결하고 있음을 보여줍니다. 비상대론적 해법은 모든 비국소적 측정이 지역화 가능하다는 것을 보여줍니다(즉, 신호 없음을 위반하지 않고 먼 거리에서 수행할 수 있음). 그러나 (i) 임의로 큰 얽힌 리소스가 필요할 수 있으며 (ii) 일반적으로 $ideal$, 즉 즉시 재현할 수 없습니다. 이러한 고려 사항은 QFT에서 완전한 측정 이론을 개발하는 데 도움이 될 수 있습니다.

Naive의 상대성 이론과 양자 측정을 병합하려는 시도는 이론적으로 먼 지역에 걸쳐 즉각적인 통신을 가능하게 합니다. 이 연구는 양자장 이론(QFT)에서 "불가능한 측정"으로 알려진 문제가 비상대론적 양자 물리학에서도 나타나는 것을 보여줍니다. 여기서 공간적으로 분리된 시스템에 대한 특정 공동 측정은 물리적 캐리어가 두 시스템 사이를 이동하지 않더라도 신호를 보낼 수 있습니다. 정당들.
비상대론적 양자 정보에 대한 연구는 QFT에서 볼 수 있는 딜레마와 유사하며 공통된 근본적인 과제를 제시합니다. 중요한 질문은 무신호 원칙을 위반하지 않고 어떤 비국소적(즉, 두 개 이상의 시스템을 동일한 장소에 두지 않고 수행함) 양자 측정이 가능한지 식별하는 것입니다. 비국소 측정은 신호 없음을 위반하지 않고 수행할 수 있지만 항상 이상적인 것은 아닙니다(즉, 즉시 완벽하게 반복할 수는 없습니다). 더욱이, 추가적인 얽힌 상태를 자원으로 사용하는 비용으로 수행될 수 있습니다.
이러한 통찰력은 비상대론적 설정과 QFT 모두에서 양자 측정에 대한 이해를 발전시켜 양자 측정의 통합 이론에 더 가까이 다가가는 데 핵심입니다.

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