Leggett inequalities and the completeness of quantum mechanics
我们考虑了由一般（局部或非局部）实在论假设加上时间守恒箭头推导出的Legget不等式。然后，而不是假设cryto-nonlocal隐藏变量，我们假设任何（本地或非本地）现实主义兼容的联合和非联合预期值由量子mwechaanics。因此，我们证明了这种双重假设是不相容的，因为相应的一般Leggett不等式是违反量子力学。因此，现实主义加上时间守恒之箭和量子力学是不相容的。换句话说，如果我们假设时间箭头的常识，量子力学就不能用任何（定域或非定域）隐变量来完成。这一结果值得进行实验检验，我们讨论了为什么它不是无效的隐变量理论之一，从玻姆。
2008-06-12 quant-ph
Stochasticity, decoherence and an arrow of time from the discretization of time?
某些有趣的后果的离散时间的时间演化动力系统进行了讨论。在这里提出的离散时间经典力学中，有一个{ \it arrow of time}，它是由这样一个事实得出的：仅用向后差分算子替换时间导数就可以保持相空间密度的非负性。可以看出，即使对于自由粒子，原则上所有的自由度都是{ \it相关}的。在这种离散时间力学中，相空间变量的函数通过有限数量的时间步向前演化取决于间隔$[0, \infty]$中的整个连续时间历史。在这个意义上，从连续时间的观点来看，离散时间演化在时间上是{ \it非局部}的。相应的量子力学处理是可能的{ \it via}密度矩阵方法。非简并量子力学态之间的干涉呈指数衰减。这种{ \it退相干}原则上对所有系统都存在;然而，它仅在宏观系统或涉及大能量变化的过程中具有实际重要性。
2005-05-07 quant-ph
Environment Induced Time Arrow and the Closed Time Path method
在调和系统的框架下，证明了环境初始条件以类似于自发对称性破缺的方式诱导出时间箭头。在经典力学中引入闭合时间路径形式，用作用量原理系统地处理初始条件问题的格林函数。该方案在量子系统中的应用表明了量子时间箭头和量子时间箭头的共同动力学起源。进一步证明了量子-经典跃迁是强耦合的。
2012-10-10 quant-ph
Comment on `Quantum resolution to the arrow of time dilemma'
最近，大量的辩论已经成长起来，围绕一个拟议的量子解决方案的“时间之箭困境”，是基于经典的记忆记录的作用，熵减少的事件。在本文中，我们指出这个论证是不完整的，而且通过提供一个反例，论证它是不正确的。量子力学并没有以所建议的方式提供解决方案，而是允许增强熵减小事件的经典记忆记录。
2009-09-09 quant-ph
Emergence of Opposing Arrows of Time in Open Quantum Systems
本文研究开放量子系统中时间箭头的推导，发现应用 Markov 近似并未打破时间反演对称性，使得量子 Brownian 运动、Lindblad 和 Pauli 主方程呈现时间对称性，热化可沿两个对立时间方向发生，从而提出 Markov 性的时间对称定义。
2025-01-30 quant-ph
Origin of the Arrow of Time in Quantum Mechanics
本文提出量子力学中时间之箭源于系统具有大量非简并态且哈密顿量有下界，在态数趋于无穷时由自发辐射衰变固定，适用于孤立原子而无需外部热浴。
2024-07-02 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Hamiltonian Based nRules, Time's Arrow
量子力学的辅助规则可以不用玻恩规则而用所谓的n规则来写。通过对哈密尔顿算子进行某些修改，可以部分地理解nRules。在本文中，这些修改直接写入nRules，将其数量从4个减少到3个。它表明，在任何形式的nRules提供了一个明确的方向在时间上，保证统计不可逆的相互作用是绝对不可逆的。
2005-08-15 quant-ph
Quantum Time Arrows, Semigroups and Time-Reversal in Scattering
在受操纵的希尔伯特空间量子力学中，对散射过程的时间箭头提出了两种方法。一个，由于阿诺玻姆，涉及准备和登记在实验室的操作和结果在两个半群面向向前的方向的时间。另一个，采用的Bensels-Austin组，是更普遍的，涉及系统的激励和去激励，并显然导致两个半群在相反的方向上的时间。事实证明，这两个时间箭头可以通过维格纳对时空对称群的扩展相互关联。此外，它们在因果关系以及时间逆转状态的存在和创造的可能性方面存在微妙的差异，这取决于选择哪一个时间箭头。
2004-03-20 quant-ph
Irreversibility and the Arrow of Time
在量子理论的一般形式下，研究了各种物理系统演化中的不可逆性和时间之箭。不可逆的行为经常以熵产生的形式表现出来。这促使我开始这篇论文的简要回顾量子力学熵，一个主题，埃利奥特利布作出了杰出的贡献，其次是列举的例子，不可逆行为和一个箭头的时间分析在后面的部分。随后，推导出的热力学定律从（量子）统计力学，特别是热力学第二定律，在形式上给它的克劳修斯和卡诺，提出。在第三部分中，回顾了量子粒子与准自由量子力学热浴相互作用的扩散（布朗）运动的结果。其次是一个轮廓的摩擦理论的发射切伦科夫辐射的声波在一个系统组成的粒子移动通过一个玻色-爱因斯坦凝聚体和相互作用it.In可能是最重要的部分本文中，基本箭头的时间固有的量子力学进行了讨论。
2022-02-09 math-ph math.MP quant-ph
The Universal Arrow of Time II: Quantum mechanics case
本文是我们之前的论文arXiv：1011.4173的自然延续。前面我们已经说明，在经典的Hamilton力学中，对于绝大多数真实的混沌宏观系统，它们的热力学时间箭头的对齐是因为它们的相互作用很小。这一事实和不可能在内省时观察到熵减少解释了热力学第二定律。量子力学中的情况甚至更简单一点：所有有限体积的封闭系统都是周期的或近似周期的。量子力学中的证明在许多方面与经典哈密顿力学中的证明相似--它也使用子系统之间的小相互作用和不可能观察到内省时的熵减少。然而，也有特殊的情况下，没有发现在经典力学。在这些情况下，一个微观态对应于一组可能的宏观态（更准确地说，是它们的量子叠加态）。利用退相干理论和考虑热力学时间箭头来考虑这一性质将在量子力学中引入新的结果。它允许解决量子力学的基本悖论：（a）解释当系统中包含观察者时测量时波包减少的悖论（自省）（薛定谔猫悖论）;（b）解释在实际实验中外部观察者宏观态叠加的不可观测性（c）证明量子力学的多世界解释与哥本哈根解释的完全等价性;（d）解释粒子衰变和从一个能级过渡到另一个能级时偏离指数定律的现象（永远不会沸腾的水壶悖论）。
2013-05-23 cond-mat.stat-mech physics.gen-ph quant-ph
On The Origin Of The Classical And Quantum Electrodynamic Arrows Of Time
为了用相对论的量子电动力学参与者的方式描述量子电动力学的测量过程，在海森堡图的量子电动力学场论结构中引入了一种称为测量色（MC）的“微观量子电动力学参与者”的算符对称性.结果发现，由此产生的测量颜色量子电动力学（MC-QED）包含一个微观量子电动力学的时间箭头，出现动态，独立于任何热力学或宇宙学假设。这是因为光子在MC-QED中具有负的时间宇称。这导致T和CPT对称性的自发破缺，这是由MC-QED形式中存在稳定真空态的物理要求产生的。这动态地选择运营商的解决方案，包含一个因果关系，延迟，量子电动力学的时间箭头由于海森堡运营商的运动方程。在支持这一想法的有效性，我们表明，一个经典的非线性光学实验在科学文献中，其中涉及一个迈克耳孙干涉仪使用普通的反射镜和相位共轭镜的组合，包含的实验结果，支持的想法，光子有一个负宇称下维格纳时间反演，从而进行宇宙中的时间箭头。
2011-01-18 quant-ph
Probability, Arrow of Time and Decoherence
本文涉及到概率的形而上学和时间不对称的物理学。使用形式主义的退相干历史，它调查是否直觉的内在时间方向性，往往与概率可以证明在上下文中的无塌缩方法量子力学。标准（两个矢量）的方法，时间对称性的消相干历史文献的批评，并提出了一种替代方法，基于两个消相干条件（“向前”和“向后”）内的一个矢量的形式主义。反过来，考虑向前和向后的退相干和退相干和重相干表明，时间导向的概率解释，如果采用，应该是偶然的和透视的。
2007-01-30 quant-ph
A subquantum arrow of time
一个单一量子实验的结果是不可预测的，除非在纯态极限下。在这个装置中发生的确定的过程，可能本质上是随机的，也可能从更深层次的理论中得到解释。虽然第一种情况是标准的传说，但后者意味着量子力学是涌现的。在这种情况下，很可能必须重新考虑加速电荷的辐射作为物理效应，因此必须通过能量输入进行补偿。例如，随机电动力学断言真空能量来自于经典涨落，每个模式的能量为$\frac{1}{2}\hbarω$。在这样的理论中，氢基态的稳定性将由来自波动的能量输入和通过辐射的能量输出引起，因此是由于能量通量。这种能量流构成了一个时间箭头，我们称之为“亚量子时间箭头”。它与物质的稳定性有关，而且它比，例如，热力学和宇宙学的箭头。
2014-09-10 quant-ph
The Phenomenological Preparation - Registration Arrow of Time and its Semigroup Representation in the RHS Quantum Theory
量子力学的观测概率具有时间不对称性，这是基于一个公理，即一个状态必须在一个可观测量可以被测量之前准备好。虽然希尔伯特空间量子理论不能包含这个时间箭头，但量子力学的Rigged Hilbert空间（RHS）公式提供了一个时间对称和时间不对称的量子物理学理论。
2000-01-19 math-ph math.MP quant-ph
The Importance of Boundary Conditions in Quantum Mechanics
我们讨论了边界条件在确定薛定谔方程解的物理内容中的作用。我们研究了驻波、“输入”、“输出”和纯输出边界条件。同时，我们将费曼的$+i ε$公式重新表述为时间不对称的因果边界条件，并讨论了费曼的$+i ε$公式与量子电动力学时间箭头的关系。这支时间之箭与经典电动力学的时间之箭是平行的。我们的结论是，在一般情况下，一个封闭的量子系统的时间演化确实有一个时间箭头内置到传播。
2003-02-25 hep-th quant-ph
Time's Arrow in a Quantum Universe: On the Status of Statistical Mechanical Probabilities
在一个具有强时间箭头的量子宇宙中，标准的假设是初始波函数始于一个特定的宏观态--过去假说选择的特殊的低熵宏观态。此外，还有一个关于统计力学概率的附加假设，根据该假设，初始波函数是宏观状态中的“典型”选择（统计假设）。它们一起支持热力学第二定律的概率版本：典型的初始波函数将增加熵。因此，在这样的宇宙中有两个随机性的来源：玻恩规则的量子力学概率和统计公设的统计力学概率。我提出了一种新的方法来理解量子宇宙中的时间之箭。它基于我所说的量子力学的热力学理论。根据这种观点，宇宙的初始量子态有一个自然的选择，它不是由波函数给出，而是由密度矩阵给出。宇宙的初始密度矩阵正是（规范化的）投影算子到（宇宙的希尔伯特空间的）过去假设子空间上。因此，给定初始子空间，我们得到初始密度矩阵的唯一选择。我把这种性质称为初始量子态的“条件唯一性”。条件唯一性提供了一种新的、通用的策略来消除基本物理理论中的统计力学概率，通过这种策略，我们可以将两种随机性来源归结为量子力学的随机性来源。我还探讨了一个“绝对独特的”初始量子态的想法，在某种程度上，可能实现彭罗斯（1989）的想法，一个强确定性的宇宙。
2019-02-12 gr-qc physics.hist-ph quant-ph
Quantum superposition of thermodynamic evolutions with opposing time's arrows
微观物理定律是时间对称的，因此，先验地不存在优先的时间方向。然而，热力学第二定律允许人们将“向前”的时间方向与热力学过程中产生的总熵的正变化相关联，并将负变化与其“时间反转”对应物相关联。这个时间轴的定义通常被认为适用于经典和量子环境。然而，量子物理学也承认前向和时间反演过程之间的叠加，由此热力学时间箭头变得量子力学不确定。在这项工作中，我们证明了一个明确的热力学时间的箭头可以恢复的熵产生的量子测量，有效地项目这样的叠加到向前（时间反演）的时间方向时，大的正（负）值测量。值得注意的是，对于小的值（正或负1的量级），前向和时间反演过程的振幅可能会干扰，从而产生熵产生分布，其特征是比两个分量中的任何一个单独或任何经典混合都更可逆的过程。
2021-11-26 quant-ph
Bell's Theorem and the Causal Arrow of Time
爱因斯坦认为，量子力学（QM）的形式主义需要“幽灵般的距离行动”。事实上，在60年代贝尔表明，预测QM不同意的结果，任何地方的因果关系的描述。接受非定域的描述而保留因果关系会导致与相对论的冲突。此外，时间的因果箭头的定义与时间反演对称性相矛盾。由于这些原因，一些作者（费曼和惠勒，科斯塔德博勒加德，克莱默，价格）主张放弃微观因果关系。在这篇文章中，一个简单但具体的例子，按照这条思路，在一个追溯因果玩具模型的形式，这是随机的，并提供了一个吸引人的描述贝尔讨论的特定量子相关性。其中一个结论是，爱因斯坦的“幽灵行动”可能发生在“过去”，而不是“在距离”，解决了量子力学和相对论之间的紧张关系，并为未来重新制定量子力学开辟了未探索的可能性。
2010-05-06 quant-ph
An autonomous quantum machine to measure the thermodynamic arrow of time
根据热力学第二定律，物理系统的演化有一个优先方向，即具有正熵产生。在这里，我们提出了一种直接的方法来测量随机熵产生的同时，驱动一个量子开放系统的热平衡。驱动工作由量子电池提供，系统和电池形成一台自主机器。我们表明，电池的能量波动等于工作波动和检查Jarzynski的平等。由于这些能量波动是可测量的，因此电池表现为嵌入式量子工作表，机器验证了涉及电池中编码的信息的广义波动定理。我们的建议可以用最先进的光机系统来实现。它为量子开放系统中涨落定理的实验证明铺平了道路。
2018-09-17 quant-ph
Many-body eigenstate thermalization from one-body quantum chaos: emergent arrow of time
对统计力学的一个深刻探索是不可逆性的起源--时间之箭。由于孤立量子系统实验中达到的前所未有的控制程度和无序相互作用系统中多体定域理论的快速发展，提供了新的刺激物。这些系统的（多体）本征态热化（ET）的建议加强了共同的信念，即相互作用或外部随机性是需要热化。在这里，我们揭示了一个量子热化机制挑战这一信念。我们发现，只要存在单体量子混沌，当一个纯粹的多体状态演化时，时间之箭就可以出现，即使没有相互作用或随机性。在远大于表示量子-经典对应破裂的Ehrfest时间的时间中，量子混沌运动导致热[费米-狄拉克（FD）或玻色-爱因斯坦（BE）]分布和单个本征态的热力学。这些结果为孤立量子系统的统计力学和热力学奠定了动力学基础。
2016-06-24 cond-mat.stat-mech nlin.CD quant-ph
Machine learning the thermodynamic arrow of time
热力学确定时间箭头方向的机制长期以来一直吸引着科学家。在这里，我们展示了一个机器学习算法可以学习辨别时间箭头的方向，当提供系统的微观轨迹作为输入时。我们的算法的性能相匹配的非平衡统计力学预测的基本界限。检查算法的决策过程表明，它发现了潜在的热力学机制和相关的物理观测。我们的研究结果表明，机器学习技术可以用来研究系统的平衡，并最终揭示物理原理。
2019-09-26 cond-mat.dis-nn cond-mat.stat-mech quant-ph
Time reversal symmetry of generalized quantum measurements with past and future boundary conditions
我们扩展了最初由Wigner在幺正动力学的背景下提出的量子力学的时间反演对称性参数，以包含包括监测量子系统的广义测量的情况。我们提出了一个方案，通过考虑耦合到测量设备的量子比特的薛定谔图像动力学来导出时间反演的测量算子，并证明了时间反演的测量算子形成了一个正算子值测度（POVM）集。我们提出了三个具体的例子来说明测量算子的时间反演：（1）高斯自旋测量，（2）自旋的二分POVM，以及（3）量子位荧光的测量。然后，我们提出了一个一般规则来解开任何秩二量子比特测量，并表明，向后动力学服从追溯方程的前向动力学从时间反转的最终状态。我们以量子比特荧光为例证明了动力学方程的时间反演不变性。我们还概括了讨论的统计箭头的时间连续量子测量介绍Dressel等人。119，220507（2017）]：我们证明了后向概率可以从类似于从时间反转的最终状态追溯的过程中计算出来，并将时间箭头的定义扩展到用预选择和后选择准备的集合，在那里我们通常得到一个非零的时间箭头。我们讨论了充分条件时，时间的箭头消失，并显示我们的方法也捕获的贡献，时间的箭头由于自然的物理过程，如原子的弛豫到其基态。作为一种特殊情况，我们恢复的时间可逆性的弱值作为其复共轭使用我们的方法，并讨论我们的结论如何不同于Aharonov-Bergmann-Lebowitz（ABL）规则的时间对称性的论点。
2018-07-13 quant-ph
Time-Reversal Symmetry and Arrow of Time in Quantum Mechanics of Open Systems
从时间反演对称运动方程导出不可逆性是物理学中最重要和最长期的问题之一。本文研究了开放量子系统中时间反演对称性的破缺和时间之箭的出现。我们认为，时间反演对称薛定谔方程可以有打破时间反演对称性的本征态，如果系统是开放的，在这个意义上，它至少有一个可数无穷多个状态。这种本征态，即共振态和反共振态，具有复本征值。我们表明，虽然这些状态通常被称为“非物理的”，他们观察到的概率守恒在一个特定的方式。我们还指出，在共振态和反共振态的泛函空间中，看似厄米的哈密顿量是非厄米的，因此它具有复本征值的事实并不矛盾。最后，我们展示了打破时间反演对称性的状态的存在如何影响量子动力学。从时间反演对称初始状态开始的动力学由$t>0$的共振态主导;这解释了时间箭头的现象，其中衰变优于生长。时间反演对称性的成立在于，在时间反演对称终态结束的动力学由$t<0$的反共振态主导。
2019-04-09 cond-mat.mes-hall math-ph math.MP
"New Cybernetics and the Application of its Principles in Physics" and "Comment on "Quantum Solution to the Arrow-of-Time Dilemma" of L. Maccone arXiv:0802.0438"
第一篇论文：我们描述了新控制论的原理，并使用这些原理来解决基本的物理悖论。它证明了新控制论原理的普遍性。第二篇论文：Maccone最近的一封信提出了一个解决方案的基础上，现有的法律量子力学的时间箭头的困境。他认为，所有的现象，其中熵减少必须不留下任何信息（在观察者的记忆），他们已经发生，因为观察者是整个系统的一部分。Maccone的结论是量子力学对他的论证是必要的，他相信这在经典力学中是不起作用的。本评论由四个部分组成。第一部分讨论了基本问题。这个评论和以前发表的评论詹宁斯和鲁道夫描述缺陷Maccone的论点。然而，主要的论点（观察者的记忆的擦除），这是以前在我们的工作中制定的，并由Maccone重复，是正确的，在本评论所描述的条件下。此外，这一论点可以用来解决量子力学中的一个约化悖论（薛定谔猫悖论）。第二部分说明了这种用途。第三部分讨论了时间箭头的同步（去相干）。第四部分考虑了量子引力中时间箭头的同步（退相干）。
2013-09-18 nlin.AO nlin.CD quant-ph
The Rigged Hilbert Space Formulation of Quantum Mechanics and its Implications for Irreversibility
量子力学在Rigged Hilbert空间表述中用伽莫夫向量严格地描述了准稳态现象。我们表明，这些向量表现出微观物理的不可逆性，相关的内在量子力学箭头的时间，这表明，一个国家的准备必须在此状态下的一个观察之前登记。此外，Rigged Hilbert空间形式主义允许导出一个精确的黄金法则，描述纯伽莫夫态转变为无相互作用衰变产物的混合物。
1995-05-12 quant-ph
Growth of Knowledge and Entropy in Quantum Physics
大多数试图证明热力学第二定律的尝试都失败了，因为（1）他们使用了不可行的概率频率理论，（2）他们没有解释为什么实验中看到的时间箭头与热力学时间箭头对齐。我使用量子概率的决策论解释，从量子力学的多世界解释来解决概率问题。然后，我得出的知识箭头的时间和熵箭头的时间使用物理约束知识创造波普尔的进化理论的知识和多世界的解释之间的相关性。
2008-11-21 physics.hist-ph quant-ph
Two Arrows of Time in Nonlocal Particle Dynamics
如果逆向因果关系是可能的，考虑世界会是什么样子通常是令人费解的。在这里，我讨论的是更容易研究的东西：一个玩具模型，它包含了一种非常有限的反向因果关系。利用一类具有负时滞的微分时滞方程定义了粒子世界线。该模型大概禁止信号的过去和超光速信号，但允许非定域性，而完全协变。这就是模型的价值所在：它是洛伦兹不变非定域性可能性的一个明确例子。这是令人惊讶的，因为许多作者认为非定域性，特别是粒子世界线的非定域定律，一定与相对论相冲突。这个模型的发展灵感来自于寻找一个完全协变版本的玻姆力学。
2008-09-18 quant-ph
Characterizing a statistical arrow of time in quantum measurement dynamics
在热力学和量子力学中，时间之箭的特征是物理过程的统计似然性。我们描述了超导量子比特的连续量子测量动力学的时间箭头。通过实验跟踪单个弱测量轨迹，我们比较了向前和向后的时间演化的路径概率，以开发与测量动力学相关的时间统计箭头。我们比较统计的个人轨迹合奏性能表明，测量动力学服从详细和积分波动定理，从而建立微观和宏观测量动力学之间的一致性。
2019-04-10 cond-mat.mes-hall cond-mat.stat-mech physics.atom-ph
Lüders bounds of Leggett-Garg inequalities, $\mathcal{PT}$- symmetric evolution and arrow-of-time
Leggett Garg不等式（LGIs）测试了宏观实在论和量子力学概念之间的不相容性。对于幺正动力学，LGI的最优量子破坏受到Lüders界的约束。然而，LGI并没有为宏观现实主义提供必要的和充分的。一组适当制定的无时间信令（NSIT）条件以及时间箭头（AOT）条件提供了相同的条件。在本文中，我们研究了两个配方在三次LG的情况下，即，当系统在$\mathcal{PT}$ -对称哈密顿量下演化时，标准的LGIs和最近制定的LGIs变体。我们首先证明了这两种形式的LGIs的量子违反超过了各自的Lüders界限，甚至可以达到它们的代数最大值。我们进一步证明了在标准LGI情形下，当NSIT和AOT条件都被违反时，可以得到Lüders界的违反。有趣的是，对于LGI的变体的情况，适当地选择相关参数，甚至可以在仅违反AOT但满足所有NSIT条件时获得量子违反。这一特点迄今尚未得到证实。我们讨论了我们的研究的进一步影响。
2021-12-29 quant-ph
Time-dependent treatment of tunneling and Time's Arrow problem
提出了一种新的含时处理从局域态到连续态隧穿的方法。它不使用拉普拉斯变换（格林函数的方法），也可以应用于时间相关的电位。这种方法的结果在简单的表达式描述隧道的动态马尔可夫和非马尔可夫水库的时间间隔$-\infty<t<\infty$。它可以为负时间区的隧穿提供新的前景，阐明量子力学中时间箭头问题的起源。我们还集中在$t=0$的奇异性，这会影响微扰扩展的发展运营商。此外，还研究了周期调制隧穿哈密顿量的连续衰减。利用我们的研究结果，我们延长了田戈登方法周期性驱动的运输，振荡隧穿势垒。
2018-02-27 cond-mat.mes-hall quant-ph
From the arrow of time in Badiali's quantum approach to the dynamic meaning of Riemann's hypothesis
让·皮埃尔·巴迪亚利最后一部科学著作的新颖性源于一种量子方法，该方法基于（i）回到轨迹（费曼路径）的概念和（ii）量子跃迁的不可逆性。通过处理循环上的统计数据，这些图标符号的选择再次找到了希尔伯特和冯诺依曼代数的观点。这种方法赋予量子时间单位的概念一个外部的热力学起源（Rovelli Connes的热时间）。这个概念是量子化的基础，在这里仅仅是作为区分量子体系和热力学体系的标准出现的。本说明的目的是展示过去五年科学交流的内容，旨在将Jean Pierre的选择和作品与本说明作者基于双曲测地线和Riemann zeta函数的相关作用的作品联系起来。虽然这些选择没有揭示任何矛盾，但它们产生了不同于热时间的内在时间箭头。作为量子力学基础的黎曼假设的物理意义问题是我们上次交流的核心，也是本说明的支柱。
2017-10-04 quant-ph
The Wentaculus: Density Matrix Realism Meets the Arrow of Time
物理学基础中的两个最困难的问题是：（1）时间之箭的起源;（2）量子力学的本体论是什么。它们之所以困难，是因为物理学的基本动力学定律并没有赋予时间箭头特权，而量子-机械波函数描述的是一个与我们的普通经验截然不同的高维现实。在本文中，我描述和阐述了“温塔库卢斯”理论，一种新的方法，在量子宇宙中的时间箭头，提供了一个统一的解决方案，这两个问题。温塔库勒斯的核心思想是：（1）密度矩阵实在论，即宇宙的量子态是客观的，但也可能是不纯的;（2）初始投影假说，即选择一个独特的初始量子态的新自然定律。在温塔库勒斯上，宇宙的量子态简单得足以成为定律，时间之箭可以追溯到一个精确的边界条件。它消除了过去假设的内在不确定性，消除了统计假设，提供了更高程度的理论统一性，并包含了“强决定论”的自然实现。最后，我要回应最近四项反对意见。在配套文件中，我阐述了密度矩阵现实主义。
2022-11-08 cond-mat.stat-mech gr-qc physics.hist-ph
The Cellular Automaton Interpretation of Quantum Mechanics
当研究自然界中最微小的可想象尺度上的理论时，几乎所有的研究人员今天都回到量子语言，接受哥本哈根学说的判决，即描述正在发生的事情的唯一方法总是涉及希尔伯特空间中的状态，由算子方程控制。回到经典的，也就是非量子力学的，描述将永远是不可能的，除非人们接受一些极其人为的理论构造，这些理论构造可能会也可能不会再现实验中观察到的量子力学现象。不满意，这位作者研究了如何看待事物的不同。这本书是旧材料的概述，但也包含许多新的观察和计算。量子力学被看作是一种工具，而不是一种理论。例子显示的模型，是经典的本质上，但可以通过使用量子技术进行分析，我们认为，即使是标准模型，与引力相互作用，可能被视为一个量子力学的方法来分析系统，可能是经典的核心。我们解释如何这样的想法可以想象与贝尔的定理，以及如何通常反对“超决定论”的概念表示可以克服，至少在原则上。我们的建议将消除崩溃问题和测量问题。甚至“时间之箭”的存在，也许也可以用一种比通常更优雅的方式来解释。v3中添加的讨论：引力的作用，自由意志的数学物理定义，以及对时间之箭的非传统看法，等等。
2015-12-21 quant-ph
Quantum Dynamics With Intrinsic Time Asymmetry and Indistinguishable Events
外在量子力学时间箭头被理解为量子系统与其环境之间相互作用的结果。选择薛定谔方程的边界条件会导致量子力学动力学固有的不同的时间不对称性，并且与环境相互作用无关。然而，正确地应用内在非对称动力学，必然会导致预测外在时间箭头的实验特征。我们被引导到一个新的，与模型无关的量子退相干机制。我们不需要调用主方程或破坏相位的非厄米哈密顿算符。作为一个应用程序，我们计算的拉比振荡实验中测得的退相干的预测概率。我们还可以证明，一个先前令人困惑的实验结果，在量子主方程的形式主义中无法解释，实际上是预期的，并且是系统与其环境之间独立的、不受控制的相互作用的不可测性的可测量结果。
2009-06-29 quant-ph
Time and Information
探讨“信息”与“时间”的关系，为“时间问题”寻找“解决方案”。“时间”被认为是能量转化为“信息”的结果。我们分配给“事件”的“时间”数字或标签可以通过处理从费曼时钟（FC）通过“信号”“流动”到因果网络中的费曼检测器（FD）的信息来制造。宏观时间箭头是从与量子系统的不稳定或激发态相关联的不可逆量子时间箭头（QAT）构建的。QAT被证明是连接到热力学箭头的时间。集体激发和因果网络为理解复杂系统中的“时间”提供了一种手段。标记“事件”的“时间”数的有序集合可以用来构造与量子力学、经典力学和实在论力学中的“时间”轴或“时间”坐标的通常概念相关联的“方向”和“维度”。
2001-02-04 quant-ph
Classical dynamics, arrow of time, and genesis of the Heisenberg commutation relations
基于时间只沿一个方向演化和力学系统可用拉格朗日方程描述的假设，提出了一个原子尺度下非相对论性粒子的动力学C*-代数.在不预设任何量子化方案的情况下，该代数本质上是非交换的，并且包括大量的动力学。与其他方法不同的是，代数的生成元不被解释为可观测量，而是作为对底层系统的操作;它们描述了周围环境引起的暂时扰动的影响。根据尼尔斯·玻尔的学说，这些操作带有具有古典意义的个别名称。虽然从一开始就没有规定它们的“量子化”，但它们在量子世界中的具体实现是从代数的固有结构中产生的。特别地，从它导出了位置和速度测量的Heisenberg对易关系。相互作用系统可以在代数设置内由相互作用图像的严格版本来描述。结果表明，希尔伯特空间表示的代数导致传统的形式主义的量子力学，在状态上的操作所描述的相互作用势的时间顺序的指数。还讨论了如何熟悉的统计解释的量子力学可以恢复从操作。
2019-05-07 math-ph math.MP quant-ph
Broken arrows: Hardy-Unruh chains and quantum contextuality
该研究围绕Hardy-Unruh链展开，通过模拟自旋1/2粒子的虚构香蕉模型构建分析这类特殊量子关联，阐释了量子互文性的核心特性，为理解量子关联与经典逻辑的冲突提供了新视角。
2023-08-27 quant-ph
Alternative interpretation of relativistic time-reversal and the time arrow
众所周知，四维时空中的4-旋转等价于CPT变换（C是电荷共轭，P是空间反演，T是时间反演）。T反转的标准定义包括时间变量的符号的改变和粒子（质点系）的初始状态被最终状态取代，反之亦然。由于时间反演操作改变了粒子的状态，粒子的波函数不可能是具有特定本征值的相应算子的本征函数，就像空间宇称的情况一样。与CPT变换不同，单独的P、T或C变换不能简化为任何4-旋转。扩展的洛伦兹群包含了所有单独的C、P或T变换，这些变换不会使时间轴脱离相应的光锥。后一种限制包括在时间反演的标准定义中。在目前的通信中，我们忽略了这一限制。这允许引入“时间箭头”算子并通过新的量子数-“时间箭头”值来表征每个粒子。所有粒子的波函数都是这个算符的本征函数，其本征值等于“时间箭头”值。与我们宇宙中的“时间箭头”值相反的“时间箭头”值的粒子形成另一个宇宙（反宇宙）。反宇宙的存在原则上可以通过实验室（原子）实验来证实。反宇宙也可以被认为是暗物质的候选者。
2022-05-13 hep-ph hep-th physics.gen-ph
A quantum solution to the arrow-of-time dilemma
时间之箭困境：物理定律对于时间反演是不变的，而我们每天看到的熟悉现象则不是（即熵增加）。我表明，在量子力学框架内，所有留下信息踪迹的现象（因此可以通过物理学研究）都是熵必然增加或保持不变的现象。所有熵减少的现象都不能留下任何关于它们发生过的信息。这种情况与他们根本没有发生完全没有区别。根据这一观察，热力学第二定律被简化为一个简单的同义反复：物理学不能研究那些熵减少的过程，即使它们是常见的。
2009-08-25 nlin.CD quant-ph
Quantum Mechanics as a Classical Theory V: The Quantum Schwartzchild Problem
在这篇续篇中，我们将本系列论文II中导出的单粒子系统的广义相对论量子理论应用于一个简单的问题：量子Schwartzchild问题，其中一个质量为{ \it m% }的粒子围绕一个大质量物体引力。由此得到的结果表明，在这样一个理论的范围内，我们在本系列论文IV中提出的负质量猜想确实是足够的。结果表明，引力是能量量子化损失的原因。我们把这个性质与不可逆性和时间箭头的概念联系起来。
1995-03-31 quant-ph
Quantum Measurements, Nonlocality and the Arrow of Time
发展了一种理论，试图使非定域量子观测量的测量与狭义相对论和量子力学相一致。一个波函数的坍缩，与某些宏观测量装置的非定域测量相一致，与由于装置与宇宙其余部分中的电荷相互作用而触发的吸收器机制相关联。在波函数坍缩期间的短时间内，标准延迟电磁场加辐射阻尼被转换为超前场加辐射。在波函数约减过程中，时间箭头的反转允许在非局域量子实验中以光速进行通信，解决了与测量相关量子态和狭义相对论相关的悖论。吸收体机制和先进的领域解决方案是符合传统的Friedmann-Robertson-Walker膨胀宇宙。
1998-09-22 gr-qc hep-th quant-ph
One-directional quantum mechanical dynamics and an application to decision making
在最近的工作中，我们已经使用量子工具在几个宏观系统的时间演化的分析。在我们的方法中的主要成分是系统$\Sc$的自伴哈密顿$H$。这个哈密顿量经常，特别是对于有限自由度的系统，产生可逆和振荡动力学。有时候这并不是身体原因所暗示的。我们在这里讨论如何使用非自伴哈密顿量来克服这个困难：我们从它们得到的时间演化显示出一个更好的时间箭头，它是不可逆的。构建了几个应用程序，特别是在连接到信息动态。
2019-09-14 quant-ph
A Time-Symmetric Formulation of Quantum Measurement: Reinterpreting the Arrow of Time as Information Flow
Ishinomaki Senshu University（石卷专修大学）
本文提出了一种时间对称的量子测量框架，通过双向信息更新解释时间箭头为信息流。
2025-11-27 quant-ph
On the inconsistency of the Bohm-Gadella theory with quantum mechanics
Bohm-Gadella理论，有时被称为散射和衰变的时间非对称量子理论，是基于哈代公理。哈代公理断言李普曼-施温格方程的解是哈代函数空间上的泛函。时间的平行-重合箭头为哈代公理提供了物理证明。本文证明了Hardy公理是不正确的，因为Lippmann-Schwinger方程的解不作用于Hardy函数空间。它还表明，推导的澄清登记箭头的时间是有缺陷的。因此，Hardy函数在我们求解Lippmann-Schwinger方程时既不出现，也不应该出现。它还表明，玻姆-加代拉理论不依赖于相同的物理原理作为量子力学，它不解决任何问题，量子力学不能解决。因此，必须放弃玻姆-加代拉理论。
2006-06-22 hep-th math-ph math.MP
Arrow of Time as an indicator of Measurement-Induced Phase Transitions
Raymond and Beverly Sackler School of Physics and Astronomy, Tel Aviv University（特拉维夫大学雷蒙德和贝弗利·萨克勒物理与天文学学院）
本文提出从时间之箭角度研究测量诱导相变，通过分析轨迹概率比揭示其非线性特性，并通过随机量子电路模型验证其临界行为。
2026-04-22 cond-mat.stat-mech quant-ph
Quantum Hypothesis Testing and Non-Equilibrium Statistical Mechanics
我们将量子假设检验的数学理论扩展到一般的$W^*$ -代数设置，并探索其与非平衡量子统计力学最新发展的关系。特别是，我们与熵流的全计数统计量的量子假设检验的时间箭头的大偏差原则。
2012-07-16 cs.IT math-ph math.IT
Disappearing Without a Trace: The Arrows of Time in Kent's Solution to the Lorentzian Quantum Reality Problem
本文基于肯特的“最终测量”诠释，在不预设时间演化范式的前提下，提出一种可同时解释电磁、热力学、粗粒化、分叉、记录及宇宙学等多种时间不对称性的新路径，并论证其可能优于特殊初始态解释。
2023-07-04 physics.hist-ph quant-ph
Time-reversal of an unknown quantum state
几十年来，研究人员一直试图了解周围世界的不可逆性是如何从看似时间对称的基本物理定律中出现的。量子力学提供了一个线索，即最终的不可逆性是由测量过程设定的，而时间反演需要波函数的复共轭，这对于自然界中自发出现的波函数来说过于复杂。基于这个朗道-维格纳猜想，证明了时间反转在自然界中是指数不可能的，并设计了一种算法，在IBM量子计算机上人工反转给定量子态的时间箭头。然而，实施的时间箭头反转只包括最初从热力学库中解开的已知状态。在这里，我们开发了一个程序，用于逆转的任意未知的量子态的时间演化。这为一般通用算法打开了一条路，将任意系统的时间演化发送到时间上。
2019-12-27 quant-ph
A Topos Foundation for Theories of Physics: III. The Representation of Physical Quantities With Arrows
本文是系列文章中的第三篇，其目标是发展一种全新的看待物理学理论的方式。我们的基本论点是，构建一个物理学理论等价于在一个附着于该系统的某种形式语言的主题中找到一个表示。在论文II中，我们研究了量子理论情况下命题语言PL（S）的topos表示，在本文中，我们对更广泛的局部语言L（S）做了同样的事情。主要成果之一是找到了自伴算子的拓扑表示。这涉及到表明，对于任何物理量A，都有一个箭头$\breveδ^o(A):\Sig\map\SR$，其中$\SR$是这个理论的量值对象。$\breveδ^o(A)$的构造是在论文II中讨论的投影算子的daseinisation的扩展。对象$\SR$是一个monoid对象，只有在拓扑结构，$τ_ϕ$，理论，并提高适用性的形式主义，我们适用于$\SR$的拓扑结构模拟的Grothendieck扩展的一个群。结果对象$\kSR$是$τ_ϕ$中的阿贝尔群对象。我们还讨论了数量-值对象的另一个候选对象$\PR{\mathR}$。在这个前层中，内外的此在化都以对称的方式使用。最后，简要讨论了量子拓扑方案中幺正算符的作用。
2007-03-07 gr-qc math-ph math.MP
A Relativistic Symmetrical Interpretation of the Dirac Equation in (1+1) Dimensions
本文提出了（1+1）维Dirac方程的一种新的相对论对称解释（RSI），它假定：量子力学本质上是时间对称的，没有时间之箭;量子力学的基本对象是跃迁;跃迁可以用具有特定初始和最终边界条件的复跃迁振幅密度来完全描述;跃迁振幅密度永远不会坍缩。这个RSI相比，哥本哈根解释（CI）的爱因斯坦的气泡实验与自旋$\frac{1}{2}$粒子的分析。这个RSI可以预测未来和追溯过去，没有zitterbewegung，解决了CI的一些不一致性，并消除了CI的一些概念问题。
2015-10-25 quant-ph
Reversibility and Irreversibility within the Quantum Formalism
关于量子力学中时间反演的讨论至少从1932年维格纳的论文“量子力学中的时间操作”开始。量子世界的动力学是否以及如何是时间可逆的一直是许多争议的主题。有些人认为量子力学从根本上说是时间不可逆的，例如冯·诺依曼，有些人认为这是时间箭头和第二定律行为的最终原因。罗杰·彭罗斯（Roger Penrose）在他的畅销书《皇帝的新思维》（The Emperor's New Minds）中提出了类似的观点，并得出结论："我们所寻求的量子引力必须是一种时间非对称理论“。不久前，我们在Physicalia 26上读到另一个项目：将量子力学扩展到新的基本不可逆方程，从而提出了一个新的理论，给出了“......一个基本的描述不可逆转的整个系统的物理“。
2005-08-04 quant-ph
Quantum Theory in the Rigged Hilbert Space-Irreversibility from Causality
在回顾了时间箭头之后，我们描述了量子理论中时间不对称的可能性。而希尔伯特空间量子力学是时间对称的，从狄拉克的bra-ket形式主义产生的操纵希尔伯特空间公式，允许选择类似于麦克斯韦方程组的时间辐射箭头的延迟解的非对称边界条件。这导致了微观物理层面上的不可逆性，如衰减状态或共振所示。共振在数学上由伽莫夫矢量表示，伽莫夫矢量是一个非常好的（哈代类）矢量空间上的泛函，它是由边界条件（衰减态的输出）选择的。伽莫夫态具有准稳态所需的所有性质。对于他们来说，黄金法则可以从满足时间不对称条件的基本概率中推导出来，而这在希尔伯特空间中是无法实现的。
1998-05-21 quant-ph
Is There More to T?
我们提出了一些新的结果表明，时间的描述在当今的物理是不足的。我们使用霍金的信息擦除假设来反驳他自己的主张，即时间之箭只取决于初始条件。接下来，我们提出量子力学实验，产生不一致的历史，这表明不仅事件，而且整个历史可能由一个更基本的动力学。
2002-07-04 quant-ph
Noether Theorem and the quantum mechanical operators
我们证明了我们提出的经典哈密顿场论的量子力学动量和角动量算符是由Noether定理固定的。
2000-01-30 quant-ph
