Entropies in General Probabilistic Theories and its Application to Holevo Bound
一般概率理论的目的是提供可操作的最一般的概率模型，包括经典和量子理论。本文介绍了一种系统的方法来构造一系列熵，它们都推广了经典系统中的Shannon熵和量子系统中的冯诺伊曼熵。利用这些熵，Holevo界，从量子系统的可访问信息的上限，推广到任何一般的概率理论。
2016-04-27 math-ph math.MP quant-ph
Bit Commitment in Operational Probabilistic Theories
本论文的目的是在操作概率理论的框架下研究比特承诺协议。特别是对非局部盒子理论中比特组合的可行性进行了深入的研究。新的方面的理论也提出。
2021-01-20 quant-ph
Comparing the degrees of incompatibility inherent in probabilistic physical theories
我们引入了一种新的方法来量化概率物理理论中两个观测对象的不相容程度，并在此基础上，在所有可观测对中，对这些理论中固有的不相容程度进行全局度量。这为比较概率论与不相容性的非经典特征开辟了一种新颖而灵活的方法，提出了许多有趣的问题，其中一些将在这里得到回答。我们表明，量子理论包含的观测值是不兼容的任何概率物理理论可以有，如果任意对观测值被认为是。如果我们采用一种更精确的不相容程度的度量，例如，将比较限制在二元可观测量，那么就会发现，有些概率理论的内在不相容程度比量子力学的更大。
2013-06-19 quant-ph
Structure of Optimal State Discrimination in Generalized Probabilistic Theories
我们认为最佳状态歧视的一般凸操作框架，所谓的广义概率理论（GPTs），并提出了一个一般的方法，最佳歧视的互补问题，从凸优化。该方法利用凸几何的状态，但没有其他详细的条件或状态和效果的关系。我们还表明，在最佳量子态歧视的性质是共享的一般GPT：i）没有测量有时给出最佳的歧视，和ii）最佳的测量是不是唯一的。
2017-07-09 quant-ph
Natural information measures in Cox' approach for contextual probabilistic theories
在这篇文章中，我们提供，从一个新的角度来看，参数支持的想法，在考克斯的方法概率论，冯诺依曼的熵应该是自然的量子力学。我们还将相关的推理推广到更一般的正交模格，这揭示了一般的非布尔信息理论的结构。
2015-09-30 quant-ph
On the Time Orientation of Probabilistic Theories
本文反驳了 Watanabe 定理关于物理概率理论不能同时具有非平凡前向与后向跃迁概率的结论，指出其论证缺陷并给出反例。
2024-09-11 physics.hist-ph quant-ph
Categorical Probabilistic Theories
我们提出了一个简单的范畴框架的概率理论的治疗，调和领域的范畴量子力学（CQM）和操作概率理论（OPTs）的目的。近年来，CQM和OPTs都成功地应用于量子基础和信息论的许多领域：它们在精神和形式上都有许多相似之处，但它们仍然被一些微妙而重要的差异所分开。我们试图弥合这一差距，通过采用最少数量的操作动机的公理，提供干净的分类基础，在CQM的风格，为治疗的问题，OPTs关注。
2018-03-02 math.CT quant-ph
General Probabilistic Theories with a Gleason-type Theorem
量子理论的格里森型定理允许人们通过假设（i）状态一致地将概率分配给测量结果以及（ii）对于每个这样的分配存在唯一的状态来恢复量子态空间。我们确定类的一般概率理论也承认格里森型定理。它包含满足无限制假设的理论，以及其他可以任意模拟这样一个不受限制的理论时，允许测量结果的后选择。我们的结果还意味着，标准的无限制假设适用于效果是不等价的双重无限制假设适用于状态，被发现是限制较少。
2021-11-22 quant-ph
Optimal Observables for Minimum-Error State Discrimination in General Probabilistic Theories
一般概率论以一种操作上自然的方式为概率论提供了最一般的数学框架，并推广了经典和量子理论。在这篇文章中，我们使用贝叶斯策略研究一般概率理论中的状态判别问题。在重新制定的理论与数学的严谨性，我们首先证明了一个最佳的观察到歧视任何（有限）数量的状态总是存在于最一般的设置。接下来，我们重新审视我们最近提出的几何方法的问题，并表明，对于两个国家的歧视，这种方法确实是有效的任意维的情况下。此外，我们的方法通过最优成功概率揭示了Gudder的“内在度量”的操作意义，这是量子系统迹距离的推广。作为它的副产品，一般概率理论中的信息扰动定理，推广其著名的量子版本。
2009-06-30 math-ph math.MP quant-ph
Entropic Uncertainty Relations in a Class of Generalized Probabilistic Theories
熵测不准关系在量子理论的基础和应用中起着重要的作用。虽然它们在量子理论中已经得到了很好的研究，但在广义概率理论（GPTs）中对熵不确定性知之甚少。本研究探讨了两种类型的熵不确定性关系，准备和测量不确定性关系，在一类GPT，可以被认为是量子理论的推广。不仅给出了一种获得熵制备不确定度关系的方法，而且给出了一种类似于Buscemi等人[Phys.Rev.Lett.，112，050401]在这些理论中得到了证明。这表明量子理论中测不准关系的熵结构更具有普适性。具体计算我们的关系在GPT称为正多边形理论也证明了。
2020-06-10 quant-ph
General probabilistic theories: An introduction
本文介绍了广义概率论（GPTs）框架，该理论推广了经典与量子理论并包含更奇特的boxworld理论，通过凸几何和图示记号深入解释基本概念、证明著名结果，提供自成体系的GPTs导论。
2021-08-23 quant-ph
No-free-information principle in general probabilistic theories
在量子理论中，无干扰无信息和无自由信息定理表明，那些不干扰另一个可观测量的测量的可观测量和那些可以与任何其他可观测量联合测量的可观测量必须是平凡的，即，掷硬币的观察我们表明，在一般概率理论的框架下，这些声明一般不成立，并继续完全指定这两类观测。通过这种方式，我们得到了这些陈述成立的概率理论的特征。作为一类特殊的状态空间，我们考虑多边形状态空间，在其中，我们证明了我们的结果，并表明，而无信息无干扰原则始终成立，无自由信息原则的有效性取决于多边形的顶点数的奇偶性。
2019-06-14 quant-ph
Spooky action at a distance in general probabilistic theories
如果一个概率理论不能被无信号隐变量模型进一步完善，我们称之为“完备的”，如果每个等价的隐变量模型都违反了下蒙的结果独立性，我们称之为“幽灵般的”。我们证明了一个完备的理论是幽灵般的当且仅当它允许一个薛定谔意义下的纯转向态。最后，我们表明，转向互补状态导致薛定谔的猫一样的悖论。
2012-07-09 quant-ph
On the impossibility of coin-flipping in generalized probabilistic theories via discretizations of semi-infinite programs
硬币翻转是一项基本的密码学任务，其中空间上分离的Alice和Bob希望在通信信道上生成公平的硬币翻转。众所周知，在经典理论和量子理论中，理想的抛硬币都是不可能的。在这篇文章中，我们给出了一个简短的证明，证明了在广义无限制假设下，这在广义概率论中也是不可能的。我们的证明主要依赖于将作弊策略作为半无限程序的公式，即，有无穷多个约束的锥规划这引入了一种新的形式主义，它可能对量子社区有独立的兴趣。
2019-01-15 quant-ph
Optimal State Discrimination in General Probabilistic Theories
我们调查的状态歧视问题，在操作上最一般的框架使用的概率，包括经典，量子理论，等等。在这个广泛的框架下，引入密切相关的家庭的合奏（我们称之为{ \it Helstrom家庭合奏}）的问题，我们提供了一个几何方法来找到一个最佳的测量状态歧视的贝叶斯策略。我们在2能级量子系统和具有平方状态空间的概率模型中说明我们的方法以再现例如，二进制态鉴别的最佳成功概率和对称量子态的$N$个数。二元系综族的存在性在经典和量子理论的任何一般情况下都得到了证明。
2009-02-04 quant-ph
A necessary condition for incompatibility of observables in general probabilistic theories
我们量化的内在噪声含量的观察在一般的概率理论，并得出不相容的观察的噪声含量不等式。我们将导出的不等式应用于标准量子理论、过程的量子理论和多面体状态空间。正算子值测度的噪声含量采用特别简单的形式，等于所有效应的最小特征值之和。我们说明我们的研究结果与一些例子，包括引入的概念，反向观测。
2017-03-02 quant-ph
Indistinguishability in general probabilistic theories
本文通过传统GPT框架和过程理论图解框架两种途径研究一般概率理论中的不可区分粒子，利用对称态轨道以及双积完备化与Karoubi包络分解对称化状态空间，并在量子理论中恢复玻色子和费米子。
2024-12-30 quant-ph
Unifying typical entanglement and coin tossing: on randomization in probabilistic theories
众所周知，纯量子态通常几乎是最大纠缠的，因此具有接近最大混合的子系统。我们考虑这是否对更一般的概率理论是正确的，而不仅仅是对量子理论。我们推导出一个公式的预期纯度的子系统在任何概率理论，这个数量是明确定义的。它适用于纯量子态中的典型纠缠、经典概率论中的抛硬币和后量子理论中的随机化;简单的推广产生了（反对称）量子子空间中的典型纠缠。该公式精确、简单，只包含系统的自由度和信息容量。它使我们能够以一种仅依赖于基础理论的粗糙性质的方式来概括统计物理学的论点。公式的证明将几个随机化概念推广到一般概率理论。这包括纯度的推广，有助于最近的努力，找到适当的广义熵措施。
2012-11-12 quant-ph
Typical local measurements in generalised probabilistic theories: emergence of quantum bipartite correlations
是什么让量子力学成为自然界的基本理论？在这里，我们研究了广义概率理论（GPT）的局部测量，并研究了观测限制如何影响相关性的产生。我们发现，如果只有一个子集的典型的本地测量，然后在GPT中产生的所有的二分相关可以模拟到一个高的精确度由量子力学。我们的结果利用广义Dvoretzky定理的GPT。然而，三方关联可以超越量子力学所展示的那些。
2013-01-28 quant-ph
Classical Explanations in (and of) General Probabilistic Theories
New Mexico State University（新墨西哥州立大学）；Susquehanna University（萨奎哈纳大学）
提出概率模型间解释的概念，证明其可复合，并给出每个局部有限概率模型有典范的经典解释，该构造是函子性的。
2026-06-16 cs.LO quant-ph
Resource theories of communication
最近的一系列工作表明，将通信信道置于备选配置的相干叠加中可以提高它们传输信息的能力。这一现象的另一个优点是在替代因果顺序的叠加中使用通信设备所产生的优点，以及沿着替代轨迹的叠加传输信息所产生的优点。这些优势之间的关系一直是最近辩论的主题，一些作者声称，叠加的优势可以复制，甚至超越，其他形式的叠加。为了阐明这一争论，我们开发了一个一般框架的资源理论的沟通。在这个框架中，资源是通信设备，并且允许的操作是（a）通信方之间的通信设备的放置，以及（b）通信设备与各方实验室中的本地设备的连接。允许的操作需要满足最小条件，即它们不允许独立于表示初始资源的设备的通信。资源理论的分析表明，上述对因果序叠加的批评是基于不同类型的量子叠加之间的不平衡比较，表现出不同的操作特征。
2020-04-22 cs.IT math.IT quant-ph
How dynamics constrains probabilities in general probabilistic theories
我们介绍了一个一般的框架，分析一般的概率理论，强调系统的动力学和概率结构之间的区别。动力学结构是一组纯态以及可逆动力学的作用，而概率结构决定了测量和结果概率。对于传递动力学结构的动力群和稳定子群形成一个Gelfand对，我们证明了所有的概率结构是刚性的（不能无限小变形），并与动力群的球面表示一一对应。我们应用我们的方法来分类所有的概率结构时，动力结构是复杂的格拉斯曼流形上的酉群。这是量子理论的一种推广，其中纯态不是由复向量空间的一维子空间表示，而是由大于1的固定维度的子空间表示。我们还表明，系统具有紧凑的两点齐次动力学结构（即每一对纯态具有一个给定的距离可以可逆地转换到任何其他对纯态具有相同的距离），其中包括系统对应于欧几里德约旦代数，都有刚性概率结构。
2021-05-18 quant-ph
How to make unforgeable money in generalised probabilistic theories
我们讨论了创造物理上不可能伪造的货币的可能性。当然，“物理上不可能”取决于对自然的忠实描述。目前有几种量子货币的建议，它们的安全性基于量子力学的有效性。在这项工作中，我们研究威斯纳的钱计划的框架内的广义概率理论。这个框架足够广泛，基本上允许任何潜在的自然理论，只要它允许一个操作描述。我们证明，根据不可克隆定理的一个可量化的版本，可以创建物理货币，被伪造的机会呈指数级小。我们的证明依赖于锥规划，半定规划的自然推广。此外，我们还讨论了考虑非量子理论时出现的一些困难。
2018-09-28 quant-ph
Perfect Discrimination in Approximate Quantum Theory of General Probabilistic Theories
作为建立量子理论的一种现代方法，现有的广义概率论研究给出了各种与量子理论截然不同的态模型和测量模型。在本文中，为了寻求一个更现实的情况下，我们调查的模型近似接近量子理论。我们定义了更大的测量类，通过一个参数与POVM类平滑连接，并研究了完美歧视的性能。因此，我们给出了一个充分条件的完美的歧视，这表明了一个显着的改善超出类POVM。
2020-04-10 math-ph math.MP quant-ph
Compatibility for Probabilistic Theories
我们定义了一个指数的兼容性概率理论（PT）。指数为0的量子力学和指数为1的经典概率论是两个极端。这样一来，量子力学至少和任何PT一样不相容。我们考虑一个被称为具体量子逻辑的PT，它的相容性指数严格在0和1之间，但我们还不能证明这一点。最后，我们表明，在PT中的可观测量可以表示为积极的，向量值的措施。
2013-03-15 math-ph math.MP quant-ph
Assemblages and steering in general probabilistic theories
本文在一般概率论框架下研究导向，利用张量交叉范数和Choquet理论刻画二分组合的导向度与不可导向状态，并将结果推广至无穷维及任意测量。
2022-02-18 quant-ph
Undecidability of consistency of generalized probabilistic theories
Université libre de Bruxelles (ULB)（布鲁塞尔自由大学）
研究了在有限变换集或纠缠态集扩展广义概率理论时，其一致性问题与图灵机停机问题等价，证明此类扩展在计算上不可判定。
2026-11-04 quant-ph
Simple proof of the impossibility of bit-commitment in generalised probabilistic theories using cone programming
比特提交是一个基本的密码学任务，其中Alice向Bob提交一个比特，这样她以后就不能改变该比特的值，同时，该比特对Bob是隐藏的。众所周知，在量子理论中，理想的比特承诺是不可能的。在这项工作中，我们表明，这也是不可能的，在广义概率理论（在一个小的假设），提出了一个定量的权衡爱丽丝和鲍勃的作弊概率。我们的证明关键依赖于制定的作弊策略锥计划，半定方案的自然概括。事实上，使用这种技术的一般性，我们证明，这一结果持有整数承诺的更一般的任务。
2018-03-23 quant-ph
Physical Equivalence of Pure States and Derivation of Qubit in General Probabilistic Theories
本文从概率论的角度出发，用两个物理原理对量子力学进行了刻画。我们首先给出了状态物理等价的操作性定义，并考虑了纯状态物理等价原理，结果证明该原理等价于状态空间的对称结构。我们进一步考虑了另一个纯态可区分的可分解原理。我们给出了每个原理的状态空间的分类定理，并利用这些原理导出了二维和三维系统的Bloch球。
2010-12-28 math-ph math.MP quant-ph
Cloning and Broadcasting in Generic Probabilistic Theories
我们证明了通用版本的无克隆和无广播定理，适用于基本上{ \em任何}非经典有限维概率模型，满足无信号标准。这包括量子理论以及支持"超量子“相关性的模型，这些模型比量子理论更大程度地违反了贝尔不等式。我们的无广播定理的证明比我们见过的其他定理更自然，更独立：我们证明了一组状态是可广播的，当且仅当它包含在一个顶点是可克隆的单纯形中，因此可以通过一个单一的测量来区分。这个充要条件推广了可广播的状态集可交换的量子要求。
2006-11-30 quant-ph
Generalized Probabilistic Theories Without the No-Restriction Hypothesis
广义概率论是研究量子理论物理基础的一种常用方法。标准框架假定无限制假设，其中物理理论的状态空间确定测量集。然而，这种假设并不是出于物理动机。我们概括的框架，占系统不遵守无限制的假设。然后，我们展示了我们的框架可以用来描述新的类的概率理论，例如，其中包括固有噪声。放松限制假设也允许我们引入一个“自对偶”过程，这产生了一类新的理论，它们具有量子理论的许多特征，例如服从Tsirelson的最大纠缠态的界限。然后，我们表征联合状态，推广的最大张量积。我们展示了如何这个新的张量积可以用来描述的凸封闭的Spekkens玩具理论，并在这样做，我们获得了分析，为什么它是本地的几何形状的状态空间。我们表明，无限制版本的Spekkens玩具理论是被称为“盒子世界”的理论，允许最大的非局部相关性。
2013-02-11 quant-ph
Fermionic quantum field theories as probabilistic cellular automata
证明了一类具有相互作用的费米子量子场论等价于概率元胞自动机，即初态具有概率分布的元胞自动机.一维格点上的概率元胞自动机等价于费米子的二维量子场论。它们可以被看作是正方形格子上的广义伊辛模型，因而也是经典的统计系统。作为量子场论，它们是量子系统。这样，量子力学就从经典统计学中产生了。作为相互作用费米子量子场论的一个明确例子，我们把一类离散化的Thirring模型描述为一个元胞自动机。自动机的更新规则被编码在步骤演化算子中，该算子可以用费米子湮灭和创建算子来表示。量子力学的复杂结构与粒子-空穴变换有关。朴素连续极限表现出洛伦兹对称性。我们利用量子场论的等价性，以显示如何量子概念的波函数，密度矩阵，非交换运营商的可观和相似性变换是方便和有用的概念，概率元胞自动机的描述。
2022-03-21 hep-lat hep-th quant-ph
Incompatible measurements in a class of general probabilistic theories
研究了一类有限维广义概率论（GPT）中测量的不相容性及其与转向和非定域性的关系，其基本思想是将有限个测量集表示为状态空间到多单形的仿射映射，并证明了不相容性是由这些映射的性质所刻画的.我们引入了不相容见证的概念，并展示了它与不相容度的关系。我们找到了两个结果的量子测量对可达到的最大不相容度，并描述了状态空间的不相容度达到最大值可能在GPT。作为例子，我们研究了经典和量子信道的空间，并表明它们与多单形的密切关系。这种关系解释了在这些空间中观察到的超量子非经典效应。
2018-05-17 quant-ph
Causality and Duality in Multipartite Generalized Probabilistic Theories
本文通过展示无信号原理与经典过程的对偶性，建立广义概率论与过程矩阵框架的联系，并提出四体经典过程及量子变体的设备无关认证。
2024-11-06 quant-ph
Probabilistic pulse-position modulation for classical communication on quantum channels
本文提出概率脉冲位置调制（PPPM），通过将信号以优化概率分布到多个模式上推广 Hadamard 码，并证明其在中等能量区间可获得优于传统 Hadamard 码的可达通信速率。
2025-02-07 quant-ph
Faster Communication Using Probabilistic Swapped-Bell-States Analysis
在这篇文章中，一个程序称为概率交换贝尔状态分析（PSBA）的建议。使用这个过程，两个通信伙伴可以在大的空间距离上传输（二进制编码）信息。这个过程是不寻常的，因为在信息编码期间或之后都没有使用经典的通信信道。为了使这成为可能，纠缠交换被用作传输通道。比特的编码通过在多个光子对上执行（或不执行，视情况而定）纠缠交换来实现，而解码通过交换的纠缠的统计检测来实现。如果PSBA程序能够在科学界的反驳下维持下去，它将成为一种比光更快地传输信息的技术方法。PSBA过程似乎与无通信定理相一致，因为PSBA并不操纵（和传送）特定的状态从一个（纠缠）粒子到另一个粒子以进行通信，而是使用纠缠交换的统计信息编码。
2014-08-11 quant-ph
Information transfer in generalized probabilistic theories based on weak repeatability
广义概率理论中的信息传递是一个重要的问题。我们已经处理了基于重复性假设的问题，该假设将Zurek的结果推广到GPT框架[Phys. Lett. A \textbf{379}（2015）2694]。一个自然的问题出现了：我们能在较弱的假设下推导出信息传递的结果吗？在本文中，我们推广Zurek的结果的框架下的GPT使用弱重复性假设。我们表明，如果可区分的信息可以从一个物理系统转移到一系列的装置下的弱重复性假设在GPT，那么物理系统的初始状态必须是完全可区分的。此外，在每一步可逆变换之后，由物理系统和设备组成的复合系统的复合状态也必须是完全可区分的。
2019-12-09 quant-ph
Programming of channels in generalized probabilistic theories
本研究将量子不可编程定理推广至广义概率论（GPTs），推导出类似定理，并揭示可逆动力学编程与状态空间的准经典结构密切相关，同时探讨了不可逆信道编程。
2022-05-26 quant-ph
Quantum Realizability of Probabilistic Theories Stable under Teleportation
Universidade Federal da Paraíba（帕拉伊巴联邦大学）；Venturus, Centro de Excelência em Computação Quântica（Venturus量子计算卓越中心）
研究确定了在量子 teleportation 和 entanglement swapping 下稳定的概率理论家族，并证明其中仅两个家族可被标准量子力学实现。
2026-05-08 quant-ph
Preparation Uncertainty Implies Measurement Uncertainty in a Class of Generalized Probabilistic Theories
在量子理论中，已知对于一对非对易观测量，不存在它们同时取定值的状态，也不存在它们的联合测量。它们分别被称为制备不确定度和测量不确定度，研究表明它们不是独立的，而是以定量的方式相互关联的。本研究的目的是揭示类似的关系，量子的，也持有广义概率论（GPT）。特别地，我们考虑了一类具有传递性和自对偶性的广义相对论，它们被看作是量子理论的推广。证明了在这些理论中，两类可观测量的不确定度之间也存在着密切的定量关系：如果存在制备不确定度，则也存在测量不确定度，它们可用类似的不等式描述。我们的结果表明，它们的对应关系不是量子理论特有的，而是更普遍的。
2020-09-01 quant-ph
Generalised Probabilistic Theories
City University of Hong Kong（香港城市大学）；Nanyang Technological University（南洋理工大学）；Southern University of Science and Technology（南方科技大学）
介绍广义概率论（凸框架），以状态锥和测量结果锥定义，涵盖经典与量子概率论、贝尔非局域性、超量子非局域性（盒世界）及离散和连续相空间中的广义哈密顿力学。
2026-07-01 quant-ph
Correlation Self-Testing of Quantum Theory against Generalised Probabilistic Theories with Restricted Relabelling Symmetry
本文研究了缺乏旋转对称性的广义概率理论，提出组合一致性准则作为无限制假设的强化，并证明量子理论在自适应CHSH博弈中优于这些理论，从而可通过实验排除它们，同时揭示了组合一致性与Tsirelson界限的联系。
2025-11-04 quant-ph
Antidistinguishability of states in General Probabilistic Theories
Indian Institute of Technology Bhubaneswar（印度技术研究所布巴内斯瓦尔分校）；S. N. Bose National Centre for Basic Sciences（S.N. 玻色基础科学国家中心）
本文在一般概率理论中研究态的反可区分性，提出精细定义并推导上界，证明多边形模型中纯态可反区分，且某些多边形模型可超越最优量子值。
2026-09-15 quant-ph
Cellular automata in operational probabilistic theories
发展了运算概率理论中的元胞自动机理论。我们开始介绍无限多个基本系统的组合，然后使用这个概念来定义这样的无限组合系统的更新规则。因果关系的概念被引入，并讨论了它与信号的通常属性的关系。然后，我们介绍了同质性，即属性的更新规则，以同样的方式发展每个系统，并证明了系统的同质规则发展总是对应于顶点的凯莱图。接下来，我们定义更新规则的局部性概念。然后将元胞自动机定义为同质的局部更新规则。最后，我们证明了一个一般版本的包装引理，连接CA不同的凯莱图共享一些小规模的邻域结构。
2021-07-08 nlin.CG quant-ph
Analysing causal structures in generalised probabilistic theories
Institute for Quantum Optics and Quantum Information (IQOQI) Vienna, Austrian Academy of Sciences（奥地利科学院量子光学与量子信息研究所维也纳）；Department of Mathematics, University of York（约克大学数学系）
基于测量熵提出一种分析广义概率论中因果结构的方法，推导出区分经典、量子及更一般理论的新关系，并证明可达熵向量构成凸锥。
2026-07-01 quant-ph
Oracles and query lower bounds in generalised probabilistic theories
我们调查的干扰和计算能力之间的连接在操作定义的框架内的广义概率理论。为了比较不同理论的计算能力，在这个框架内，我们表明，任何理论满足三个自然的物理原理具有一个定义良好的预言模型。事实上，我们证明了在这样的理论，这是一个必要条件的神谕是明确的神谕的子程序定理。这三项原则是：因果关系（粗略地说，没有来自未来的信号），纯化（每个混合状态都是一个更大系统的纯状态的边缘），以及非平凡可逆变换的强对称性存在）。索尔金定义了一个可以想象的干涉行为的层次结构，其中层次结构中的顺序对应于多缝实验中具有不可约相互作用的路径的数量。鉴于我们的预言机模型，我们表明，如果一个经典的计算机需要至少n个查询来解决一个学习问题，那么相应的下限理论位于第k级的索金的层次结构是n/k。因此，在所有广义概率理论的空间中，解决某些问题所需的量子预言机查询次数的下限不是最优的，尽管目前还不知道最优界限是否可以普遍实现。因此，对高阶干涉的搜索不仅是基础性的，而且构成了对量子计算所提供的计算资源之外的计算资源的搜索。
2018-07-27 quant-ph
Operational restrictions in general probabilistic theories
一般概率论的形式主义提供了一个普遍的范式，适合于描述各种物理系统，包括经典和量子的特殊情况。与通常的无限制假设相反，在给定的理论中，可访问的仪表的集合可以由于不同的原因而受到限制，这就提出了一个问题，即对仪表的哪些限制与操作相关。我们认为，所有的操作限制必须关闭模拟下，模拟方案涉及混合和经典的后处理米。我们区分三类这样的操作限制：对来自效果限制的米的限制;对不以任何方式限制效果集的米的限制;以及所有其他限制。我们充分刻画了第一类限制，并讨论了它与凸效应子代数的关系。我们表明，属于第二类的限制可以施加严重的物理限制，尽管事实上，所有的影响是可访问的，这发生，例如，通过有效的二分测量仪明确区分纯量子态。我们进一步证明，有物理意义的限制，属于第三类。所提出的研究的操作限制提供了一个更好的理解如何访问测量修改一般的概率理论，特别是量子理论。
2019-12-18 quant-ph
Quantum Implementation of Non-Positive-Operator-Valued Measurements in General Probabilistic Theories by Post-Selected POVMs
本文提出在限制目标态定义域的条件下，利用POVM测量与后选择在量子理论中构造性实现一般概率理论中的N-POVM测量，并证明后选择POVM可视为受限域上的N-POVM，从而建立N-POVM与后选择之间的新联系。
2025-02-06 quant-ph
Generalized dynamical theories in phase space and the hydrogen atom
本文扩展了广义概率论的相空间表述以包含广义时间演化，并证明其可描述稳定的非量子类氢系统，具有离散能级和塞曼效应，可研究激光激发和卢瑟福散射，表明经典与量子理论是该框架的特例。
2023-12-22 quant-ph
Generalized Probabilistic Theories in a New Light
本文提出了一种广义概率理论的修正形式，它在任何有限结果空间中总是会引起量子力学的Hilbert空间的结构，并给出了如何将这项工作推广到无限维Hilbert空间的指导方针。此外，这个新的公式，这将被称为扩展的操作概率理论，不仅适用于量子系统，但也同样适用于经典系统，而不违反贝尔定理，并在同一时间解决了测量问题。一个新的答案，为什么我们的宇宙是量子力学，而不是经典的问题将提出。此外，这种扩展的概率论表明，正是不确定性，或者更准确地说，是对宇宙的不确定性描述，使物理定律成为现在的样子。此外，这篇论文表明，仍然有可能存在一个确定性的水平，我们的宇宙出现，如果正确理解，可能会打开大门，在量子计算等领域的应用。此外，本文还解释了量子力学中需要复希尔伯特空间的深层原因。
2022-08-17 physics.gen-ph quant-ph
Asymptotic Properties for Markovian Dynamics in Quantum Theory and General Probabilistic Theories
我们在马尔可夫量子动力学的背景下解决渐近解耦。渐近退耦（英语：Asymptotic decoupling）是二分量子系统的一个渐近性质，它认为两个量子系统之间的相关性在足够长的时间后被打破。本文的第一个目标是证明渐近解耦等价于局域混合，局域混合断言至少在一个量子系统上收敛到唯一的定态。在马尔可夫动力学的研究中，混合性和遍历性分别是保证系统收敛和长时间平均收敛的基本性质。本文的第二个目标是证明动力学的混合等价于动力学的二重张量积的遍历性。这个等价性给了我们一个混合的准则，它是一个线性方程组。本文的所有结果都是在一般概率论的框架下证明的，但我们也在量子理论中对它们进行了总结。
2019-06-28 quant-ph
Causal Consistency Selects the Born Rule: A Derivation from Steering in Generalized Probabilistic Theories
Pontifical Catholic University of Chile（智利天主教 Pontifical 大学）
该研究通过因果一致性推导出Born规则，揭示了引导在量子理论中的核心作用。
2026-02-04 quant-ph
Probabilistic cellular automata for interacting fermionic quantum field theories
经典的局域元胞自动机可以描述费米子的相互作用量子场论。我们构造了一个简单的经典自动机的一个特定版本的Thirring模型与虚耦合。这种相互作用的费米子量子场论服从幺正时间演化，并显示了量子力学的所有性质。具有概率初始条件的经典元胞自动机可以用量子力学的形式描述。我们的模型表现出有趣的功能，自发对称性破缺或孤子。同样的模型也可以表述为广义的伊辛模型。这种欧几里德晶格模型可以通过统计物理学的标准技术如蒙特卡罗模拟来研究。我们的模型是量子力学如何从经典统计学中产生的一个例子。
2020-11-16 cond-mat.str-el hep-lat hep-th
Resource-theoretic hierarchy of contextuality for general probabilistic theories
International Iberian Nanotechnology Laboratory（国际伊比利亚纳米技术实验室）；Institute for Quantum Optics and Quantum Information, Austrian Academy of Sciences（奥地利科学院量子光学与量子信息研究所）；Vienna Center for Quantum Science and Technology (VCQ), Faculty of Physics, University of Vienna（维也纳大学物理学院量子科学与工程中心（VCQ））；Institute for Theoretical Physics, University of Innsbruck（因斯布鲁克大学理论物理研究所）
本文提出了一种通用概率理论的上下文性层次结构，通过细化传统二元区分，比较不同理论的上下文性。核心方法基于准备-测量场景，定义了新的上下文性单调性，并讨论了非自由操作与信息擦除的关系。
2026-04-21 quant-ph
