Information causality and non-locality swapping are equivalent from emergence of quantum correlations
信息因果性是一个新的物理原理吗？为了回答这个问题，我们首先从信息因果性出发，解析地推导出量子关联出现的判据。然后指出，作为量子关联出现的判据，信息因果性和基于耦合器的非定域交换的无用性可以被视为等价的。因此，使用耦合器进行非定域交换的能力与从广义非信号模型中挑出量子物理的信息因果关系一样强大。
2010-01-17 quant-ph
Correlation Measure Equivalence in Dynamic Causal Structures of Quantum Gravity
证明了因果无偏量子引力空间与因果有偏标准空间的关联测度函数之间的等价变换。量子引力理论融合了广义相对论的动态（非固定）因果结构和量子力学的量子不确定性。在量子引力空间中，事件是因果不可分的，所有的时间偏差都为零，这使得标准的因果偏差熵和相关测度函数无法使用。由于校正的因果无偏熵函数导致一个未定义的，模糊的数学结构，在我们的方法中，校正是在因果无偏空间的数据表示。在这里，我们证明了标准的因果偏差熵函数与数据校正可以用来识别动态因果结构中的相关性。作为推论，因果有偏相关测度函数的所有数学性质都保持在因果无偏空间中。等价变换使我们能够测量量子引力空间中的相关性，具有量子香农理论的因果偏置函数的稳定的、定义明确的数学背景和装置。
2020-03-11 cs.IT gr-qc hep-th
The lesson of causal discovery algorithms for quantum correlations: Causal explanations of Bell-inequality violations require fine-tuning
在机器学习和统计学领域的一个活跃的研究领域是因果发现算法的发展，其目的是从这些表现出的相关性推断一组变量之间的因果关系。我们将其中一些算法应用于纠缠量子系统中出现的相关性。我们发现，他们不能区分相关性，满足贝尔不等式的相关性，违反贝尔不等式，因此，他们不能做正义的挑战，解释某些量子相关性的因果关系。尽管如此，通过调整的概念工具的因果推理，我们可以表明，任何试图提供一个因果解释的nonsignaling相关性，违反了贝尔不等式必须矛盾的核心原则，这些算法，即观察到的统计变量之间的独立性不应解释微调的因果参数。特别是，我们证明了这种微调的因果机制，已被提出的基础贝尔相关性，包括超光速的因果影响，超决定论（即，拒绝自由选择的设置），并retrocausal的影响，不引入因果循环的需要。
2014-12-05 quant-ph
Quantum causal correlations and non-Markovianity of quantum evolution
基于伪密度矩阵（PDM）理论，提出了一种基于因果性测度的量子信道的非马尔可夫性测度，该测度是因果（时间）相关性的单调性，它平等地对待空间和时间中的量子相关性.使用众所周知的阻尼Jaynes-Cummings模型的两个层次的系统相互作用的玻色子水库在零温度作为一个例子，它示出了故障的单调性的因果关系的措施是与复苏的时间（因果）相关性，因此与负的衰减率。并与其它著名的非马尔可夫测度作了比较。
2020-11-05 quant-ph
Tsirelson bounds for quantum correlations with indefinite causal order
本文针对确定因果不等式最大量子违反这一开放问题，提出约束任意因果不等式违反的通用方法，建立关联限制并为一类因果不等式确定类Tsirelson界，推动相关物理原理探索。
2025-03-04 quant-ph
Quantum teleportation of quantum causal structures
量子隐形传态是一种非常有用的信息论协议，它允许将未知的任意量子态从一个位置转移到另一个位置，而不必通过中间区域传输量子系统。量子态、量子信道和不定因果结构都是量子因果结构的例子，它们不仅能够实现高级量子信息处理功能，而且还可以在非经典时空中模拟因果结构。在这封信中，我们发展了任意量子因果结构的量子隐形传态，并通过过程矩阵框架形式化。与传送实现因果结构的所有物理自由度不同，其中心思想是传送代理操作的输入和输出。贝尔态测量结果的通信是确定性量子隐形传态所必需的，但对于人们可能希望研究的所有因果结构来说，这是不可能的。为了避免这个问题，我们提出了部分和完全后选择隐形传态协议。我们证明了我们的部分后选择隐形传态协议与所有量子因果结构兼容，包括那些涉及不确定因果顺序的量子因果结构。
2022-03-01 gr-qc quant-ph
Tensor networks for quantum causal histories
在本文中，我们构建了一个量子因果历史的张量网络表示，作为直接表示状态的量子引力通过体张量网络的一步。量子因果历史是因果集合的量子扩展，在这个意义上，因果集合中的每个事件被分配一个量子态的希尔伯特空间，事件之间的局部因果演化由完全正的和保迹的映射来建模。在这里，我们利用完全正的和保迹映射的通道态对偶性将因果演化转化为二体纠缠态。我们构造一个单一的量子因果历史的矩阵产品的状态，通过投影所获得的二分态的事件上的物理状态。在因果序相容的限制条件下，我们还构造了纠缠量子因果历史的二维张量网络态。通过以类似于精确全息映射的方式映射量子因果历史，探索了可能的全息张量网络。构造的量子因果历史的张量网络的例子是在随时间变化的离散化量子系统的非幺正局部时间演化移动，这些非幺正演化移动被证明是必要的，以定义一个散装的因果结构和量子黑洞。最后，我们对所构建的张量网络的局限性进行了评述，并针对其在量子引力中的应用，讨论了进一步研究的方向。
2020-03-03 gr-qc quant-ph
The entropic approach to causal correlations
事件之间存在的全局因果顺序限制了各方可能共享的相关性。这种“因果相关性”是最近关注的焦点，这是因为人们认识到量子力学的某些扩展可能违反所谓的因果不等式。在本文中，我们从熵的角度研究因果相关性，我们展示了如何使用这个框架来推导熵因果不等式。我们考虑两种不同的方法来获得这样的不等式。首先，我们考虑了一种基于因果贝叶斯网络的方法来描述当事人之间的因果关系。在贝尔非局部性的情况下，这种方法以前已被证明是无效的，我们表明，它会导致几个有趣的熵因果不等式。其次，我们考虑一种替代方法的基础上，以前已被用来推导熵贝尔不等式的反事实变量。我们比较了通过这两种方法得到的不等式，并讨论了非因果相关性对它们的破坏。作为我们的方法的应用，我们得到的信息量的界限-这是更自然地表示在熵的框架-各方可以沟通时，在一个明确的因果顺序操作。
2019-07-12 quant-ph
Correlations and quantum circuits with dynamical causal order
Univ. Grenoble Alpes（格勒诺布尔阿尔卑斯大学）；CNRS（法国国家科学研究中心）；Grenoble INP（格勒诺布尔理工学院）；Institut Néel（奈尔研究所）；Inria（法国国家信息与自动化研究所）；Naturwissenschaftlich-Technische Fakultät, Universität Siegen（锡根大学自然科学技术学院）
该研究提出具有不可影响因果序的新关联类别，定义量子过程对应类别，明确部分量子过程可同时具有不定与动态因果序的形式化方式。
2026-08-19 quant-ph
Correlation Redistribution by Causal Horizons
闵可夫斯基真空$|0\rangle_M$，这对于一个惯性观察者是没有粒子的，被视为一个热浴的林德勒观察者生活在一个单一的林德勒楔，作为一个结果，在两类观察者之间的正频率的定义和强大的纠缠度之间的自由度在左，右林德勒楔之间的差异。我们重新审视，在一个自由标量Klein-Gordon场的背景下，量化的问题之间的相关性惯性观察员爱丽丝和左/右Rindler观察罗布/AntiRob。我们强调信息量的分析，如本地可访问和本地不可访问的信息，以及一个密切相关的纠缠度量，形成纠缠。我们的结论是，相对于惯性观察员单独探测的相关结构，引入一个Rindler观察员引起的相关重新分配，可以量化的纠缠形成。
2020-02-18 gr-qc quant-ph
The Causal Interpretation of Quantum Mechanics and The Singularity Problem in Quantum Cosmology
我们将量子力学的因果解释应用于均匀量子宇宙学，并证明了量子理论与任何时间规范的选择无关，也不存在时间问题。我们通过研究一个特定的minisuperspace模型，在这个模型中，由指定的量子态驱动的量子势阻止了经典奇点的形成，而与时间流逝函数的选择无关。这意味着快慢时间规范猜想在量子宇宙学的因果解释框架内是无关紧要的。
1996-11-11 gr-qc quant-ph
Bound on genuine multipartite correlations from the principle of information causality
本文将信息因果性原理从两粒子关联推广到真正的多体关联，用多体无信号盒子表达 Svetlichny 不等式，证明信息因果性约束下的最大真正多体关联等于量子力学界限，从而巩固了信息因果性作为自然界允许关联的物理原理。
2012-02-26 quant-ph
Explaining quantum correlations through evolution of causal models
我们提出了一个框架的系统和定量推广贝尔定理使用因果网络。我们首先考虑多目标优化问题的匹配观测数据，同时最大限度地减少非局部变量的因果影响，并证明了不等式的最佳区域，既加强和推广贝尔定理。为了解决优化问题（而不是简单地限制它），我们开发了一种新的遗传算法作为个人的因果网络。通过将我们的算法应用到光子贝尔实验中，我们证明了一个或多个局部因果关系假设的定量松弛与数据匹配量子相关性的能力之间的权衡。
2017-05-01 quant-ph
Information causality as a tool for bounding the set of quantum correlations
本文提出从信息因果性原理导出多项式不等式的新技术，以界定任意二分贝尔场景中的物理关联集合，并推导出约束二元结果贝尔场景的非平凡不等式族，同时改进原理表述以获得超越Uffink不等式的更紧约束。
2024-09-19 quant-ph
Multipartite Causal Correlations: Polytopes and Inequalities
我们认为最普遍的相关性，可以得到一组当事人的因果关系是明确的，虽然可能是概率和依赖于过去的缔约方的操作。我们表明，对于任何固定数量的缔约方和输入和输出的每一方，这样的相关性的集合形成一个凸多面体，其顶点对应于确定性的策略，其（非平凡）方面定义所谓的因果不等式。我们完全描述了最简单的三方多面体在其方面的不平等，提出了一些不平等的情况下，更多的缔约方的推广，并表明，我们的三方不等式可以违反的过程矩阵形式主义，其中量子力学是局部有效的，但没有全球因果结构的假设。
2016-10-05 quant-ph
Local randomness in Hardy's correlations: Implications from information causality principle
用Hardy方法研究非定域关联是量子力学中的一个热点问题。最近哈代的非定域性的论点已被研究的背景下，广义非信号理论以及尊重信息因果关系的理论。与基于非信号条件的结果相比，信息因果条件显著降低了Hardy论证的成功概率。基于量子力学中的最大纠缠态不具有Hardy非定域关联这一事实，在信息因果条件下，再现Hardy的非定域关联，对两侧的测量观测量的定域随机性进行了定性研究.在应用信息因果性的必要条件时，我们发现，与无信号条件下的结果相比，测量的可观测量的局部随机性有严格的限制，而且还有一些量子力学的限制是信息因果性条件下所没有的。
2010-07-31 quant-ph
Causal Compatibility Inequalities Admitting Quantum Violations in the Triangle Structure
人们早就认识到，某些量子关联与经典因果结构的特定假设是不相容的。给定一个未知经典性的因果结构，这种相关性的存在证明了因果结构的非经典性，这是一种与设备无关的方式。在所有参与者共享一个公共资源的结构中，这些非经典相关性也被称为非局部相关性。与给定因果结构经典相容的所有相关性所满足的任何约束定义了因果相容性准则。这种标准是最近为三角形结构（E。Wolfe等人，arXiv：1609.00672）的多项式不等式的形式，乞讨的问题，这些不等式是否承认违反量子相关。数值研究表明，他们没有，我们进一步推测，一组相关性承认的经典三角形结构是等价的一组相关性承认其量子推广时，三个可观察变量是二进制的。我们在这项工作中的主要贡献，但是，是推导出新的因果相容性不等式的三角结构，承认量子违反。这为三角结构中的量子关联提供了一个对噪声鲁棒的证据。最后，我们考虑量子资源的可能性可能与以前已知的量子资源有本质的不同。
2020-08-18 quant-ph
Detection loophole in quantum causality and its countermeasures
量子因果关系违反了经典的因果直觉，是一种独特的量子特征，不同于其他量子现象，如纠缠和量子非定域性。为了避免量子因果关系中的检测漏洞，我们开始研究观察量子因果关系的检测效率要求。我们首先表明，以前的经典因果不等式需要检测效率至少95.97%（89.44%），以显示违反量子（非信号）相关性。接下来，我们推导出一个经典的因果不等式I_{222}，并表明它需要较低的检测效率被违反，92.39%的量子相关和81.65%的非信号相关，从而大大降低了检测的要求。然后，我们将这个因果不等式推广到多个测量设置的情况下，并分析了相应的检测效率。在此之后，我们表明，以前的量子因果不等式需要检测效率至少94.29%，违反非信号相关性。随后，我们推导出一个量子因果约束J_{222}，有一个较低的检测效率要求为91.02%的违规与非信号相关性。我们的工作铺平了道路的量子因果关系的实验演示，并表明因果不等式显着不同于贝尔不等式的检测效率的要求。
2021-07-20 quant-ph
Admissible Causal Structures and Correlations
研究局部量子理论下因果结构与相关性的定性限制，提出“环上兄弟”图论准则作为因果结构可容许的必要条件并推测其充分性，同时识别出在经典确定性情形下分别产生因果与非因果相关性的两组因果结构。
2023-09-16 math.CO quant-ph
Macroscopically local correlations can violate information causality
虽然量子力学是一个非常成功的理论，但它的基础仍然是一个激烈争论的主题。其中一个主要问题是，量子力学是基于抽象的数学公理，而不是物理原理。量子信息理论最近提供了新的思想，人们可以从中获得物理公理，约束人们可以在实验中获得的结果统计。信息因果性和宏观局部性是近年来提出的解决这一问题的两个原则。然而，它们中没有一个被证明可以定义人们可以观察到的相关性。在本文中，我们提出了一个扩展的信息因果关系，并研究其后果。结果表明，上述两个原理是不等价的：如果自然界所允许的相关性是满足宏观局部性的相关性，则信息因果性将被破坏。这使得信息因果关系作为一个物理原理定义了自然界允许的可能相关性。
2010-12-16 quant-ph
Causal classification of spatiotemporal quantum correlations
该研究提出了识别非时间性量子关联的充分必要条件，证明了非时间性在时间反演下的不对称性及其作为有别于纠缠的空间量子关联度量的性质，揭示了某些量子关联具有内在时间箭头，并实现了基于因果结构兼容性的时空量子关联分类。
2024-09-23 quant-ph
Causality and Nonlocality as Axioms for Quantum Mechanics
量子力学允许非定域性--非定域关联和非定域运动方程--同时尊重相对论因果关系。量子力学是调和非定域性和因果性的唯一理论吗？我们考虑两种超越量子力学的非定域性模型：“超量子”关联和关联的非定域“干扰”。这些模型与非定域性和因果关系的一些定义是一致的。
1997-10-05 quant-ph
Monogamy relations for relativistically causal correlations
针对多方场景下相对论因果关联的非信号条件适用范围争议，本研究推导了类空分离随机变量间的熵型一夫一妻制关系，证伪了此前提出的相关物理机制。
2025-11-17 quant-ph
Spurious quantum correlations
University of York（约克大学）；Aix-Marseille University, CNRS, LIS（艾克斯-马赛大学，法国国家科学研究中心，信息系统实验室）；King’s College London（伦敦国王学院）
该研究探讨虚假量子关联，即某一因果结构中看似量子的关联可在另一无精细调谐的因果结构中得到经典解释，同时也存在无法被任何此类替代因果结构解释的非经典量子关联。
2026-09-04 math.ST physics.class-ph quant-ph
Realization of algorithmic identification of cause and effect in quantum correlations
本文设计光子实验装置并实现一种量子因果推断算法，可在纯观测场景下识别两类基本因果结构产生的任意两量子比特关联，证明其相对经典方法的普适量子优势及可解释性与稳定性。
2023-04-20 quant-ph
No Bipartite-Nonlocal Causal Theory Can Explain Nature's Correlations
我们表明，一些三方量子关联是无法解释的任何因果理论，涉及双方非经典的共同原因和无限的共享随机性。这构成了一个独立于设备的证据，证明自然界的非定域性在每一个可以想象的物理理论中基本上至少是三分之一的--无论多么奇特。为了使这一主张形式化，我们不得不用一个与局部操作和共享随机性（LOSR）框架相联系的新的理论不可知定义来代替Svetlichny对真正的三方非局部性的历史定义。一篇配套文章[PRA. 104，052207（2021）]将这些概念推广到任何数量的方，提供实验上可行的设备无关的不等式约束以及违反它们的量子相关性，从而证明自然的非定域性必须是无限多分的。
2021-11-11 quant-ph
Information Causality Characterizes the Set of Quantum Correlations in the Simplest Bell Scenario
Technical University of Darmstadt（达姆施塔特工业大学）
本文通过结合一般化信息因果性与新通信协议，推导出精确刻画最简单贝尔场景量子关联的贝尔不等式，并证明一般化IC严格强于宏观局域性，强化了其在解释量子非局域性极限中的作用。
2026-09-10 quant-ph
Jamming non-local quantum correlations
我们提出了一种可能的方案，以一种与相对论因果关系相一致的方式篡改非局域量子关联，但超越了量子力学。一个非局部的"干扰”机制，在一定的时空窗口内运作，不会违反相对论因果关系，也不会导致矛盾的因果循环。这封信中给出的结果不依赖于量子关联如何产生的任何模型，也不适用于任何干扰机制。
1995-08-02 quant-ph
The simplest causal inequalities and their violation
在一个场景中，双方共享、作用和交换一些物理资源，假设双方的行动是根据一个明确的因果结构排序的，就会对可能建立的相关性产生约束。我们表明，一组兼容的相关性，一个明确的因果顺序形成一个多面体，其方面定义因果不等式。我们充分的特点，这因果多面体在最简单的情况下，二分相关的二进制输入和输出。我们发现两个家庭的不等价的因果关系不等式，都可以违反最近推出的框架的过程矩阵，它扩展了标准的量子形式主义放松隐含的假设一个固定的因果结构。我们的工作铺平了道路，以理论独立的方式，因果不平等的一个更系统的调查，并违反过程矩阵的框架内。
2015-08-07 quant-ph
Cyclic Quantum Causal Models
因果推理是科学的基础，然而量子理论却对它提出了挑战，违反贝尔不等式的量子关联在经典因果模型的框架内无法得到令人满意的因果解释。更重要的是，一个包含量子系统和引力的理论预计将允许因果不可分离的过程，其特征是以不确定的因果顺序进行操作，而无视事件是因果有序的。第一个挑战已经通过最近开发的内在量子因果模型得到解决，允许量子过程的因果解释-只要它们承认一个确定的因果顺序，即具有非循环因果结构。这项工作解决因果不可分离的过程，并提供了一个因果的角度来看，他们通过扩展量子因果模型循环因果结构。在其他应用的方法，它表明，所有酉可扩展的二分过程是因果可分的，并为酉过程，因果不可分性和循环的因果结构是等价的。
2021-03-04 quant-ph
Ultraviolet regularity from quantum gravitational indefinite causal structure
不确定的因果结构一般存在于量子引力理论中，它允许一个路径积分公式。我们表明，因果结构的求和消除了物质的紫外发散QFT，并使用非微扰世界量子引力方法解决了时空奇异性。独立的信息论和模型独立的考虑表明，不确定因果结构的紫外正则化机制也适用于其他量子引力理论。
2020-03-01 gr-qc hep-th quant-ph
Quantum observation scheme universally identifying causalities from correlations
长期以来，确定两个经典变量之间的统计相关性是由因果关系还是共同原因引起的一直是一个难题。最近的研究表明，在量子理论框架下，纠缠和量子相干性机制为解决这一问题提供了优势。在某些特殊情况下，量子共因和量子因果关系可以仅通过观测有效区分。然而，这些解决方案并不适用于所有情况。量子共因和量子因果关系无法区分的情况仍然存在着大量的事例。本文沿着把幺正变换看作量子世界中的因果关系的思路，形式化地证明了量子公共原因和量子因果关系是普遍可分的。在此基础上，进一步给出了判别两者的一般方法.
2020-06-04 cs.IT math.IT quant-ph
Estimating the volumes of correlations sets in causal networks
本文通过估计因果网络中经典与非经典关联的相对体积，发现膨胀技术难以检测部分非经典行为，而干预措施能显著增强非经典性的检测能力。
2023-11-14 quant-ph
Inferring causal structure: a quantum advantage
University of Waterloo（滑铁卢大学）；Perimeter Institute for Theoretical Physics（圆周理论物理研究所）；Max Planck Institute for Intelligent Systems（马克斯·普朗克智能系统研究所）
使用观察到的相关性来推断因果关系的问题与各种各样的科学学科有关。然而，如果只考虑两个经典变量之间的相关性，就不可能确定它们是由一个变量对另一个变量的因果影响引起的，还是由影响两者的共同原因引起的，除非我们能够实施随机干预。我们在这里考虑量子变量的因果推理问题。我们引入因果层析成像，它统一和推广传统的量子层析成像方案，提供一个完整的解决方案的因果推理问题，使用量子模拟的随机试验。此外，我们表明，在经典的情况下，观察到的量子关联单独有时可以提供一个解决方案。我们实现了一个量子光学实验，使我们能够控制两个光学模式之间的因果关系，和两个测量方案-一个随机化和一个不随机化-从观察到的相关性中提取这种关系。我们的研究结果表明，纠缠和相干，已知是中央的量子信息处理，也提供了一个量子优势的因果推理。
2014-06-19 cs.LG gr-qc quant-ph
Causal orders, quantum circuits and spacetime: distinguishing between definite and superposed causal orders
我们研究的因果顺序的情况下（经典和量子）电路和时空事件的概念。我们表明，每一个电路可以沉浸到一个经典的时空，保持两个因果结构之间的兼容性。使用过程矩阵形式主义，我们分析了实现的量子开关使用4个和3个时空事件在经典时空中具有固定的因果顺序，和实现的引力开关只有2个时空事件，具有不同的引力场配置和它们各自的因果顺序的叠加。我们表明，目前的量子开关实验实现不具有时空事件之间的因果顺序的叠加，这些叠加只能发生在叠加的引力场的背景下。我们还讨论了最近推出的操作概念的事件，它允许叠加各自的因果顺序在平坦时空量子开关的实现。我们构建了两个观测值，可以区分经典时空中的量子开关实现，和叠加时空中的引力开关实现。最后，我们讨论了我们的结果，根据现代关系的物理方法。
2020-05-23 gr-qc hep-th quant-ph
The Generalised Causality Principle
Université de Montréal（蒙特利尔大学）
本文提出双方案例的广义因果性原理，为受单次相互作用约束的量子及超量子理论提供基本限制，并给出推导广义因果约束的通用框架。
2026-09-22 quant-ph
Nonlocality as an axiom for quantum theory
量子力学和相对论因果关系一起暗示了非定域性：非定域关联（违反了CHSH不等式）和非定域运动方程（阿哈罗诺夫-玻姆效应）。我们能颠倒一下逻辑顺序吗？我们考虑一个猜想，即非定域性和相对论性因果关系一起隐含着量子力学。我们发现，相关性保持相对论因果关系可以违反CHSH不等式更强烈的量子相关性。此外，我们描述非局部运动方程，保持相对论因果关系，不出现在量子力学。在这些非定域运动方程中，实验者“干扰”了量子系统之间的非定域关联。
1995-08-09 quant-ph
Recovering part of the quantum boundary from information causality
最近，信息因果性原理已经成为信息论原理的一个很好的候选者，它将在更一般的非信号模型中挑选出量子相关性。在这里，我们提出的结果在这个方向上，即我们表明，量子相关性的边界的一部分，实际上出现的信息因果关系。
2009-10-15 quant-ph
Quantum field theory with indefinite causal structure
经典时空中的量子场论（QFT）揭示了引力系统，特别是黑洞热力学及其信息处理的有趣而又令人困惑的方面。虽然量子引力效应可能与更好地理解这些主题有关，但缺乏一个普遍接受的研究量子引力效应的框架。我们提出了一个研究量子场在量子不定因果结构存在下的理论。这个理论以一种模型独立的方式结合了时空因果结构的量子性质，并揭示了量子时空的普遍特征，这些特征与其微观自由度（弦、环、因果集......）的细节无关。
2018-05-22 gr-qc hep-th quant-ph
A general framework for cyclic and fine-tuned causal models and their compatibility with space-time
本研究提出一个适配循环、微调及非经典因果影响的通用因果建模框架，定义操作性与相对论性因果概念的独立表述及二者联系，给出时空嵌入的兼容性条件，识别多类因果循环并引入高阶影响关系以助力微调因果模型的因果发现。
2022-09-07 gr-qc math.ST quant-ph
Indefinite causal order in boxworld theories
本研究探究盒世界理论中的不定因果序，构建以广义比特为描述子的高阶理论，提出两条物理原理限制关联集，发现其对因果不等式的违反程度高于高阶量子理论，推测该关联集是高阶量子关联集的外近似。
2024-11-01 quant-ph
Quantum Causal Graph Dynamics
考虑一个图，每个节点上都有量子系统。假设整个事物按照一个整体的、酉的因果算子以离散的时间步长演化。因果关系的意思是信息只能以有限的速度传播，相对于图中给出的距离。假设，此外，图形本身是受演化，并可能被驱动到一个量子叠加的图形-根据叠加原理。我们表明，这些单一的因果运营商必须分解为一个有限深度的电路的地方酉门。这统一了量子细胞自动机的结果与另一个可逆因果图动力学。一路上，我们形式化的因果关系的概念，这是有效的时变图的量子叠加的上下文中，并具有一些良好的性能。保留字：量子格子气自动机，块表示，柯蒂斯-赫德伦-林登，无信号，局部化，量子引力，量子图形，因果动态三角剖分，自旋网络，动态网络，图形重写。
2017-06-02 cs.DM gr-qc quant-ph
Time Symmetric Quantum Mechanics and Causal Classical Physics
提出了一种没有时间序因果结构的双边界量子力学作为相容理论。通常的“不久的将来”宏观现象的明显因果结构归因于宇宙学的不对称性和微观到宏观观测之间的过渡规则。我们的兴趣是对由此产生的宏观物理的启发式理解。
2017-01-22 gr-qc physics.hist-ph quant-ph
Experiments on quantum causality
量子因果性通过允许通道和操作以不确定的因果顺序起作用，扩展了固定因果结构的传统概念。这种不确定的因果顺序的重要性范围从基础-例如对量子引力理论-到应用-例如在通信和计算方面的优势。在这篇评论中，我们将通过不确定因果顺序的基本理论，并专注于实验，依赖于一个物理上可实现的不确定因果顺序的过程-量子开关。
2020-09-01 quant-ph
Nonclassicality in correlations without causal order
研究无全局因果序的多方场景，提出“悖论性”作为设备无关的非经典性度量，证明其严格层级并解决因果不等式失效难题。
2025-06-27 quant-ph
Quantum causal modelling
因果建模提供了一套强大的工具，用于从观察到的相关性中识别因果结构。众所周知，这样的技术在量子系统中是失败的，除非引入“幽灵般的”隐藏机制。人们是否能够建立一个真正的量子框架来发现因果结构仍然是一个悬而未决的问题。在这里，我们介绍了一个新的框架，量子因果建模，允许因果结构的发现。我们定义了经典因果建模技术的许多核心特征的量子类似物，包括因果马尔可夫条件和忠诚度。基于过程矩阵的形式主义，这个框架自然延伸到广义结构与不确定的因果顺序。
2016-06-27 quant-ph
Consistent theory for causal non-locality beyond Born's rule
根据相对论和因果关系，一种超越量子力学的特殊类型的关联在原则上是可能的，称为{ \it非定域盒}。这个概念是从满足相对论因果关系的非定域性原理引入的。在本文中，我们表明，导致非局域盒的关联是可能的，如果我们释放的量子力学中的主要公理之一，{ \it玻恩规则}的一致性。这使我们能够得到一个理论，它在光谱的一端与经典概率一致，在另一端与非局部因果关系理论一致。同时，我们认为，相关性在于一个特殊的数学约束的空间，使物理实现的相关性，通过概率措施是不可能的，在一个方向上的限制，是可能的，在其他限制。
2014-01-06 quant-ph
Information-Theoretic Implications of Quantum Causal Structures
在一组变量之间可以观察到的相关性取决于支撑它们的因果结构。因果结构可以使用有向无环图建模，其中节点表示变量，边表示函数依赖关系。在这项工作中，我们描述了一个通用的算法，用于计算信息理论的相关性，可以从一个给定的相互作用模式，在那里我们允许经典以及量子变量的约束。我们将一般技术应用于两个相关的情况：首先，我们证明了信息因果性原理在我们的框架中自然出现，并继续推广和加强它;其次，我们推导出在网络结构中可能发生的相关性的界限，其中一组少体量子系统分布在大量的参与者中。
2014-07-14 quant-ph
Causality and Cirel'son bounds
在纠缠量子系统上进行的EPR-贝尔型实验可以产生比局域现实理论所允许的更强的关联。然而，有一些关联是无信号的，并且比量子关联更非局域。在这里，我们表明，任何非本地的相关性比那些可实现的EPR-贝尔型实验必然允许-在量子形式主义的背景下-无论是信令和生成的纠缠。我们使用我们的方法重新推导Cirel'son界的CHSH表达式，我们得到一个新的Cirel'son型界qutrits。我们详细讨论了我们的方法的解释。
2005-06-30 quant-ph
A quantum causal discovery algorithm
为一组经典变量找到一个因果模型现在已经是一个很好的任务了-但是量子等价物呢？甚至量子因果模型的概念也是有争议的。在这里，我们提出了一个因果发现算法的量子系统。该算法的输入是描述量子事件之间的相关性的过程矩阵。它的输出由关于基础因果模型的不同层次的信息组成。我们的算法确定是否是因果顺序的过程中，通过分组的事件成因果顺序的非信令集。它检测是否所有相关的共同原因都包含在我们标记为马尔可夫的过程中，或者如果某些因果关系是通过某些外部记忆介导的。对于马尔可夫过程，它输出一个因果模型，即因果关系和相应的机制，表示为量子态和通道。我们的算法为量子因果发现提供了更一般的方法的第一步。
2018-04-19 quant-ph
Quantifying Causality in Quantum and General Models
在纠缠的研究中，确定一个态是否纠缠和量化一个态中包含的纠缠量是两个相互联系但又不同的问题。同样，在因果关系研究中，找出与模型相容的因果结构和量化因果强度是相关但不同的问题。近年来，对第一个问题的研究较多，而对第二个问题的研究较少。在本文中，我们提出了所有合理的因果关系的定量测量要遵守的公理。这些公理适用于具有或不具有明确因果结构的广泛的操作概率理论家族。对于量子模型，我们详细研究了基于单次量子容量的因果测度。这些措施被用来定义量子信号和量子因果关系的措施，以量化量子因果关系的概念。
2018-01-19 quant-ph
Quantum mechanical retrocausation? Call for nonlocal causal models!
提出了一种新的可能版本的多同时因果关系，并进一步讨论了真实的实验，使我们能够在这种观点和量子力学追溯因果关系之间做出决定。强调了测试量子力学对尽可能多的非局部因果模型的兴趣。
1998-02-12 quant-ph
Causal order as a resource for quantum communication
在沟通理论中，通常假设相关各方按照固定的因果顺序执行行动。然而，实际的和根本的原因可能导致因果顺序的不确定性。在这里，我们表明，在因果顺序的最大不确定性禁止渐近量子通信，同时仍然使经典信息的噪声传输。因此，因果秩序，就像共享纠缠一样，是一种额外的交流资源。结果是制定在一个渐进的设置过程中没有固定的因果顺序，这为一般的量子因果结构的量子信息理论的基础。
2019-01-26 quant-ph
Quantum theory cannot violate a causal inequality
在量子理论中，我们可以创造不同因果顺序事件的叠加，并观察它们之间的干涉。这就提出了一个问题，即量子理论是否能够产生任何经典因果模型都无法复制的结果，从而违反因果不等式。这将是贝尔不等式违反的时间模拟，它证明了没有局部隐变量模型可以复制量子结果。然而，与非定域性的情况下，我们表明，量子实验\emph{can}模拟的经典因果模型，因此不能违反因果不等式。
2021-10-05 quant-ph
