Gravitacijsko kvantno stikalo na superpoziciji sferičnih lupin

Gravitacijsko kvantno stikalo na superpoziciji sferičnih lupin

Časovni žig: 12. februar 2024 9

Natália S. Móller1, Bruna Sahdo2in Nelson Yokomizo2

1RCQI, Inštitut za fiziko, Slovaška akademija znanosti, Dúbravská Cesta 9, 84511 Bratislava, Slovaška
2Departamento de Física–ICEx, Universidade Federal de Minas Gerais, CP702, 30161-970, Belo Horizonte, MG, Brazilija

Se vam zdi ta članek zanimiv ali želite razpravljati? Zaslišite ali pustite komentar na SciRate.

Minimalizem

Ker ni popolne teorije kvantne gravitacije, so bili za analizo možnih kvantnih učinkov v gravitacijskih sistemih raziskani fenomenološki modeli, zgrajeni na minimalnih predpostavkah. V takšnih modelih so bile upoštevane posledice superpozicije geometrij, vključno s pojavom procesov z nedoločenim vrstnim redom. Zlasti pri gravitacijskem kvantnem stikalu je vrstni red operacij, ki jih uporabljata dva agenta na ciljnem sistemu, prepleten s stanjem geometrije. Upoštevamo model, ki opisuje superpozicijo geometrij, ki nastanejo z različnimi ureditvami sferičnih masnih lupin, in pokažemo, da je v takem sistemu mogoče oblikovati protokol za izvedbo gravitacijskega kvantnega stikala. Geometrije v superpoziciji so enake v zunanjem območju zunaj danega polmera in se razlikujejo znotraj takega polmera. Zunanje območje zagotavlja klasičen okvir, iz katerega je mogoče sondirati superpozicijo geometrij v notranjem območju. Eden od agentov prečka notranjo regijo in se zaplete v geometrijo, ki se raziskuje kot vir za izvedbo kvantnega stikala. Nove lastnosti protokola vključujejo superpozicijo neizometričnih geometrij, obstoj regije z določeno geometrijo in dejstvo, da je agent, ki doživi superpozicijo geometrij, v prostem padu, kar preprečuje, da bi informacije o globalni geometriji pridobili od znotraj. svoj laboratorij.

Gravitacijsko kvantno stikalo na superpoziciji sferičnih lupin PlatoBlockchain Data Intelligence. Navpično iskanje. Ai.

Predstavitev na Inštitutu Perimeter “Nedoločen časovni red na superpoziciji sferičnih lupin” avtorice Natálie Salomé Móller Slovaška akademija znanosti – Inštitut za fiziko

Priljubljen povzetek

Področje nedoločenega reda v kvantni teoriji se je rodilo iz poskusa konstruiranja teorije kvantne gravitacije, pri kateri je prvi korak konstruiranje posplošene kvantne teorije, ki dopušča, da imajo dogodki nedoločen vrstni red. Eden od načinov za operativno raziskovanje te teme je, da upoštevamo, da dva agenta Alice in Bob uporabita operaciji A in B na danem ciljnem sistemu in da kvantna mehanika velja lokalno za vsakega agenta. Kvantno stikalo je najpreprostejši primer naloge z nedoločenim vrstnim redom, kjer je vrstni red operacij, ki jih uporabljata ta dva agenta na ciljnem sistemu, prepleten s stanjem kvantnega nadzornega sistema. Zlasti pri gravitacijskem kvantnem stikalu je vrstni red teh operacij prepleten s stanjem kvantnega prostor-časa.

Predlagamo nov protokol za izvedbo gravitacijskega kvantnega stikala. Prosto padajoči agent prečka notranje območje masivnih sferičnih lupin v superpoziciji različnih radijev in se zaplete v geometrijo prostora-časa. Tako kot v Einsteinovem miselnem eksperimentu z dvigalom agent ne bi mogel pridobiti nobenih informacij o zunanji geometriji. Takšen preplet se uporablja kot vir za nadzor vrstnega reda operacij pri izvajanju kvantnega stikala. Naš protokol izvaja kvantno stikalo v univerzalnem smislu, neodvisno od narave operacij, ki jih izvajajo agenti v svojih laboratorijih.

► BibTeX podatki

► Reference

[1] S. Bose, A. Mazumdar, GW Morley, H. Ulbricht, M. Toroš, M. Paternostro, AA Geraci, PF Barker, MS Kim, G. Milburn, Spin entanglement svjedok za kvantno gravitacijo, Phys. Rev. Lett. 119 (2017) 240401.
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.119.240401

[2] C. Marletto, V. Vedral, Gravitacijsko povzročena prepletenost med dvema masivnima delcema je zadosten dokaz kvantnih učinkov gravitacije, Phys. Rev. Lett. 119 (2017) 240402.
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.119.240402

[3] A. Mari, G. De Palma in V. Giovannetti, Eksperimenti, ki testirajo makroskopske kvantne superpozicije, morajo biti počasni, Sci. Rep. 6. (2016) 22777.
https: / / doi.org/ 10.1038 / srep22777

[4] A. Belenchia, RM Wald, F. Giacomini, E. Castro-Ruiz, Č. Brukner, M. Aspelmeyer, Kvantna superpozicija masivnih objektov in kvantizacija gravitacije, Phys. Rev. D 98 (2018) 126009.
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevD.98.126009

[5] M. Zych, F. Costa, I. Pikovski, Č. Brukner, Bellov izrek za časovni red, Nat. Komun. 10 (1) (2019) 3772.
https: / / doi.org/ 10.1038 / s41467-019-11579-x

[6] L. Hardy, K kvantni gravitaciji: okvir za verjetnostne teorije z nefiksno vzročno strukturo, J. Phys. O: Matematika. Teor. 40 (12) (2007) 3081–3099.
https:/​/​doi.org/​10.1088/​1751-8113/​40/​12/​S12

[7] G. Chiribella, GM D'Ariano, P. Perinotti, B. Valiron, Kvantni izračuni brez določene vzročne strukture, Phys. Rev. A 88 (2013) 022318.
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevA.88.022318

[8] O. Oreškov, F. Costa, Č. Brukner, Kvantne korelacije brez vzročnega reda, Nat. Komun. 3 (1) (2012) 1092.
https: / / doi.org/ 10.1038 / ncomms2076

[9] C. Rovelli, Kaj je opazno v klasični in kvantni gravitaciji?, Razred. Kvantna grav. 8 (1991) 297.
https:/​/​doi.org/​10.1088/​0264-9381/​8/​2/​011

[10] NS Móller, B. Sahdo, N. Yokomizo, Kvantno stikalo v gravitaciji Zemlje, Phys. Rev. A 104 (2021) 042414.
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevA.104.042414

[11] J. Foo, RB Mann, M. Zych, Relativnost in dekoherenca prostorsko-časovnih superpozicij, arXiv:2302.03259.
https://​/​doi.org/​10.48550/​arXiv.2302.03259
arXiv: 2302.03259

[12] J. Foo, CS Arabaci, M. Zych, RB Mann, Kvantni podpisi superpozicij mase črne luknje, Phys. Rev. Lett. 129 (2022) 181301.
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.129.181301

[13] J Foo, CS Arabaci, M. Zych, RB Mann, Kvantne superpozicije prostora-časa Minkowskega, Phys. Rev. D 107 (2023) 045014.
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevD.107.045014

[14] S. Chandrasekhar, Matematična teorija črnih lukenj (Oxford University Press, 1983).

[15] W. Israel, Singularne hiperpovršine in tanke lupine v splošni relativnosti, Il Nuovo Cimento B 44 (1966) 1.
https: / / doi.org/ 10.1007 / BF02710419

[16] E. Poisson, A relativelist's toolkit (Cambridge University Press, 2004).

[17] RM Wald, Splošna relativnost (Chicago University Press, 1984).

[18] F. Giacomini, C. Brukner, Einsteinov princip enakovrednosti za superpozicije gravitacijskih polj in kvantne referenčne sisteme, arXiv:2012.13754.
https://​/​doi.org/​10.48550/​arXiv.2012.13754
arXiv: 2012.13754

[19] F. Giacomini, C. Brukner, Kvantna superpozicija prostor-časov upošteva Einsteinov princip enakovrednosti, AVS Quantum Sci. 4 (2022) 015601.
https: / / doi.org/ 10.1116 / 5.0070018

[20] M. Christodoulou, C. Rovelli, O možnosti laboratorijskih dokazov za kvantno superpozicijo geometrij, Phys. Lett. B 792 (2019) 64.
https: / / doi.org/ 10.1016 / j.physletb.2019.03.015

[21] K. Goswami, J. Romero, Eksperimenti o kvantni vzročnosti, AVS Quantum Sci. 2 (2020) 037101.
https: / / doi.org/ 10.1116 / 5.0010747

[22] N. Paunković, M. Vojinović, Vzročni redi, kvantna vezja in prostor-čas: razlikovanje med določenimi in superponiranimi vzročnimi redi, Quantum 4 (2020) 275.
https:/​/​doi.org/​10.22331/​q-2020-05-28-275

[23] LM Procopio et al., Eksperimentalna superpozicija vrst kvantnih vrat, Nat. Komun. 6 (2015) 7913.
https: / / doi.org/ 10.1038 / ncomms8913

[24] G. Rubino et al., Eksperimentalno preverjanje nedoločenega vzročnega reda, Sci. Adv. 3 (2017) e1602589.
https: / / doi.org/ 10.1126 / sciadv.1602589

[25] O. Oreškov, Časovno delokalizirani kvantni podsistemi in operacije: o obstoju procesov z nedoločeno vzročno strukturo v kvantni mehaniki, Quantum 3 (2019) 206.
https:/​/​doi.org/​10.22331/​q-2019-12-02-206

[26] N. Ormrod, A. Vanrietvelde in J. Barrett, Vzročna struktura v prisotnosti sektorskih omejitev, z uporabo kvantnega stikala, Quantum 7 (2023) 1028.
https:/​/​doi.org/​10.22331/​q-2023-06-01-1028

[27] V. Vilasini in R. Renner, Vdelava cikličnih vzročnih struktur v aciklične prostor-čase: ne-go rezultati za procesne matrike, arXiv:2203.11245.
https://​/​doi.org/​10.48550/​arXiv.2203.11245
arXiv: 2203.11245

[28] AC. de la Hamette, V. Kabel, M. Christodoulou, C. Brukner, Kvantni difeomorfizmi ne morejo narediti nedoločenega vzročnega reda dokončnega, arXiv:2211.15685.
https://​/​doi.org/​10.48550/​arXiv.2211.15685
arXiv: 2211.15685

[29] Yaakov Y. Fein, Philipp Geyer, Patrick Zwick, Filip Kiałka, Sebastian Pedalino, Marcel Mayor, Stefan Gerlich, Markus Arndt, Kvantna superpozicija molekul nad 25 kDa, Nature Physics 15 (2019) 1242.
https:/​/​doi.org/​10.1038/​s41567-019-0663-9

[30] T. Kovachy, P. Asenbaum, C. Overstreet, CA Donnelly, SM Dickerson, A. Sugarbaker, JM Hogan, MA Kasevich, Kvantna superpozicija na polmetrskem merilu, Nature 528 (2015) 530.
https: / / doi.org/ 10.1038 / nature16155

[31] K. Henderson, C. Ryu, C. MacCormick, MG Boshier, Eksperimentalna predstavitev slikanja poljubnih in dinamičnih potencialov za Bose–Einsteinove kondenzate, New J. Phys. 11 (2009) 043030.
https:/​/​doi.org/​10.1088/​1367-2630/​11/​4/​043030

[32] RA Carollo et al., Opazovanje ultrahladnih atomskih mehurčkov v orbitalni mikrogravitaciji, Nature 606 (2022) 281.
https:/​/​doi.org/​10.1038/​s41586-022-04639-8

Navedel

[1] V. Vilasini in Renato Renner, »Vdelava cikličnih vzročnih struktur v aciklične prostor-čase: neuspešni rezultati za nedoločeno vzročnost«, arXiv: 2203.11245, (2022).

[2] Thiago H. Moreira in Lucas C. Céleri, »Dekoherenca kompozitnega delca, ki ga povzroči šibko kvantizirano gravitacijsko polje«, Klasična in kvantna težnost 41 1, 015006 (2024).

[3] Ravi Kunjwal in Ognyan Oreškov, "Neklasičnost v korelacijah brez vzročnega reda", arXiv: 2307.02565, (2023).

Zgornji citati so iz SAO / NASA ADS (zadnjič posodobljeno 2024-02-15 14:20:45). Seznam je morda nepopoln, saj vsi založniki ne dajejo ustreznih in popolnih podatkov o citiranju.

On Crossref je navedel storitev ni bilo najdenih podatkov o navajanju del (zadnji poskus 2024-02-15 14:20:43).

Ta dokument je objavljen v Quantumu pod Priznanje avtorstva Creative Commons 4.0 International (CC BY 4.0) licenca. Avtorske pravice ostajajo pri izvirnih imetnikih avtorskih pravic, kot so avtorji ali njihove ustanove.

Časovni žig:

Več od Quantum Journal