Schrodinger equation from an exact uncertainty principle
一个精确的不确定原理,作为一个假设,一个经典的系综受到随机的动量波动的强度,这是确定的,并与位置的不确定性成反比,导致从经典的运动方程薛定谔方程。因此,不确定原理有一个精确的公式,它精确地抓住了量子力学的“量子”本质。
2002-04-09 quant-ph
Sharp uncertainty relations for number and angle
研究了数和角度等共轭变量对的不确定关系,其中一个取整数值,另一个取单位圆上的值。在任一变量中的问题的平移对称性意味着测量不确定性和制备不确定性在数量上一致,并且界限仅取决于用于量化数量和角度输出的差异的两个度量的选择。对于每一种类型的观察,我们讨论了两个自然的选择度量,并讨论了由此产生的最佳边界的数值和分析方法。我们还开发了一些简单而明确的(虽然不是尖锐的)下限,使用一个显然是新的方法获得认证的下限到基态问题。
2018-03-30 quant-ph
Continuous-variable entropic uncertainty relations
不确定性关系是量子物理学的核心。虽然它们最初是用方差来表示的,但在香农信息论出现之后,它们已经成功地用熵来表示。在这里,我们回顾最近的结果熵的不确定性关系,涉及连续变量,如位置$x$和动量$p$。这包括推广到任意(不一定是正则共轭)变量以及考虑$x$ - $p$相关性并承认所有高斯纯态为最小不确定态的熵不确定性关系。我们强调,这些连续变量的不确定性关系可以方便地重新表述的熵功率,在随机信号的信息理论描述的中心量,这使得一个桥梁与方差为基础的不确定性关系。在这篇综述中,我们采取量子光学的观点,并考虑电磁场的振幅和相位求积的不确定性,这是同构的$x$和$p$,但形式主义适用于所有这些变量(及其线性组合),无论其物理意义。然后,在本文的第二部分,我们移动到新的结果,并介绍了一个更紧密的熵不确定性关系的两个任意向量的相互交换的连续变量,考虑相关性。它是在合理假设的条件下被证明的。最后,我们给出了包含两个以上连续变量的新熵测不准关系的一些结果。
2019-04-29 quant-ph
Heisenberg Uncertainty Relation for Three Canonical Observables
不确定性关系为量子系统的性质提供了基本的限制。对于量子粒子,位置和动量观测量的对易关系包含海森堡测不准关系。第三个可观的提出,它满足规范的位置和动量的对易关系。由此产生的三个成对的典型的可观的产生海森堡型的不确定性关系的产品的三个标准偏差。我们推导出这个界的最小可能值,并确定了使三重测不准关系饱和的特定压缩态。量子光学实验的建议,以验证我们的发现。
2014-12-23 quant-ph
What does it take to see entanglement?
量子光学在工程和检测光的量子特性方面取得了巨大的进展。今天,光子对通常在纠缠态中产生。使用单光子探测器揭示纠缠,其中单个光子触发雪崩电流。然后将产生的信号处理并存储在计算机中。在这里,我们提出了一种方法来摆脱所有的电子设备之间的光子和实验,即使用实验的眼睛来检测纠缠。我们特别表明,通过发送单个光子到分束器中产生的微纠缠可以用眼睛使用相空间中位移的放大镜来检测。可行性研究令人信服地证明了实现第一个实验的可能性,其中纠缠是用眼睛观察。
2016-02-05 quant-ph
A violation of the uncertainty principle implies a violation of the second law of thermodynamics
不确定性关系表明存在某些不相容的测量,其结果无法同时预测。虽然由这种不确定关系所决定的量子测量的精确不相容性可以从量子理论的数学形式中推断出来,但问题仍然是不确定关系是否有任何更根本的原因具有这种精确的形式。如果我们能够超越这些不确定性关系中的任何一个,那么,如果有的话,操作后果会是什么?我们给出了一个强有力的论据,证明在量子理论的不确定性关系,违反它们意味着它也有可能违反热力学第二定律。更准确地说,我们表明,违反量子力学的不确定性关系导致一个热力学循环与积极的净功增益,这是非常不可能存在于自然界中。
2012-05-31 quant-ph
How uncertainty enables non-classical dynamics
不确定原理限制了量子态,使得当一个可观测量取可预测值时,必须有其他一些相互无偏的可观测量取一致随机值。我们表明,这种限制性条件起着积极的作用,使非经典动力学的干涉仪。首先,我们注意到,在干涉仪的不同路径之间的距离超距作用的瞬时作用应该是不可能的。我们表明,对于一般的概率理论,这大大削减了非经典动力学。我们证明,有一个权衡与不确定原理,允许理论逃避这一限制。在一个极端,具有最大确定性的非经典理论的非经典动力学绝对限于恒等式运算。在另一个极端,量子理论以最大的非经典动力学来换取最小的确定性。
2013-09-19 quant-ph
What does it take to solve the measurement problem?
我们总结了量子力学中测量问题的不同方面。我们认为,这是一个真正的问题,需要一个解决方案,并确定一个理论需要解决的问题的属性。我们表明,目前没有任何量子力学的解释解决这个问题,而且,作为解释,而不是量子力学的扩展,他们不能解决它。最后,我们推测什么测量问题的解决方案可能是好的。
2022-10-01 physics.hist-ph quant-ph
Quantum Uncertainty Principles for Measurements with Interventions
本文针对多轮干预的交互式测量,证明了普适不确定性原理,并揭示不同因果依赖兼容测量间的权衡关系。
2023-05-13 quant-ph
Comment on "Improved bounds on entropic uncertainty relations"
我们提供了由de Vicente和Sanchez-Ruiz在[Phys.Rev.A77,042110(2008)]中提出的熵不确定性关系的分析证明,并且还表明,替换Eq. (27)由等式(29)在该文献中,介绍了没有充分考虑问题的约束的解决方案,这反过来又导致了在处理它们时的一些错误。
2011-12-27 quant-ph
Entropic uncertainty relations for multiple measurements
给出了量子力学中多测量设置下的熵不确定关系。这些不确定性关系,获得了两种情况下,有和没有量子存储器的存在。它们具有简洁的形式,可以用统一的方法证明,并且易于计算。我们的结果恢复了两个观测量的熵不确定性关系,这表明了两个不相容测量结果的不确定性。这些测不准关系不仅适用于量子理论的基础,而且适用于许多量子密码协议的安全性。
2014-11-23 quant-ph
What is Entropy? A new perspective from games of chance
鉴于熵在物理学和科学的多个领域中的核心作用,一个重要的任务是开发一个系统和统一的方法来定义熵。游戏的机会成为一个自然的候选人,表征物理系统的不确定性,作为一个系统的性能在赌博游戏完全取决于其输出的不确定性。在这项工作中,我们构建家庭的游戏,诱导前序对应的优势,条件优势,和渠道优势。最后,我们提供了所有的前序操作的解释,这些结果的相关性,动态资源理论,并找到唯一的渐近连续的经典动态熵。
2021-03-15 math-ph math.MP quant-ph
Born-Jordan Quantization and the Uncertainty Principle
Weyl对应和相关的Wigner形式是传统量子力学的核心。我们在这里讨论一种替代的量化方案,其思想可以追溯到玻恩和乔丹,最近在另一个方面,即时间-频率分析中恢复。我们表明,特别是不确定原理不享有充分的辛协方差性质的玻恩和约旦计划,而不是发生在外尔量子化。
2013-03-11 math-ph math.MP math.OA
Uncertainties in Successive Measurements
在量子力学中,当你测量一个可观测量A时,系统的状态会改变。这反过来又会影响某些非对易可观测B中的量子力学不确定性。标准的不确定性关系为初始状态下B的不确定性设定了一个下限。然而,与B的后续测量相关的是B在测量后状态中的不确定性。我们重新检查这个问题,在A有一个纯点谱的情况下,在A有一个连续谱的情况下。在后一种情况下,需要包括一个有限的检测器分辨率,作为它意味着测量这样一个可观察的一部分,有戏剧性的影响,连续测量的结果。Ozawa提出了一个在连续测量情况下满足的不等式。在我们的结果中,我们表明他的不等式是无效的(永远不会接近饱和)。对于感兴趣的情况,我们计算出一个更清晰的下界。
2013-06-08 hep-th quant-ph
Ultimate Kinetic Uncertainty Relation and Optimal Performance of Stochastic Clocks
本文针对离散构型马尔可夫过程推导了更紧且可饱和的随机通量不确定度渐近界,确立了首次通过时间不确定度极限与随机时钟最优长期性能,并将结果推广至含量子重置的半马尔可夫过程。
2024-07-13 cond-mat.stat-mech quant-ph
Robertson-Schroedinger type formulation of Ozawa's noise-disturbance uncertainty principle
在这项工作中,我们推导出一个矩阵公式的噪声干扰的不确定性关系,这是类似于罗伯逊薛定谔不确定原理。我们的不等式比小泽的不确定原理更强,并考虑了噪声干扰的相关性。此外,我们表明,对于某些类型的测量相互作用,它是关于噪声和干扰算子的线性辛变换的协变。
2013-10-17 hep-th quant-ph
What we can learn about quantum physics from a single qubit
我们提出了一种基于最简单的量子系统-单量子比特(qubit)的高中水平量子物理教学方法。我们表明,量子力学的许多中心概念,包括叠加原理,随机行为和状态变化下的测量以及海森堡不确定原理可以理解使用简单的数学,并可以说明使用朗朗上口的可视化。我们一般讨论量子比特的抽象特征,并考虑可能的物理实现以及各种应用,例如在量子密码学中。
2013-12-05 physics.ed-ph quant-ph
Popper's Experiment and the Uncertainty Principle
在本文中,我们期待在一个特定的实现波普尔的思想实验与相关的量子粒子,并认为,从一个非线性量子物理学的角度来看,相反的正统解释,海森堡的不确定原理是违反。此外,我们表明,这种实验可以很容易地解释在一个直观的方式,如果我们愿意采取非线性的方法。
2015-04-15 physics.hist-ph quant-ph
Generalized uncertainty principles and localization in discrete space
广义不确定原理能够作为量子引力效应的一些现象学的有用描述,提供对非平凡时空结构的直观把握,例如空间的基本离散性、普适带限或基本粒子的不可约延拓性。本文通过对具有离散坐标和相应的周期动量的量子系统的态的矩展开,导出了量子系统的测不准关系。校正标准的不确定性关系,发现有一些相似之处,但也有关键的区别,往往是在这种情况下假设。所提供的关系可以应用于物质或时空的离散模型,包括圈量子宇宙学。
2011-12-05 gr-qc hep-th quant-ph
Uncertainty principle in a cavity at finite temperature
我们采用修饰态方法研究了加热腔中系统的不确定原理的行为。我们发现,在一个小的空腔,对于一个给定的温度,振荡行为的动量坐标产品,$(Δ\,p)\,(Δ\,q)$,达到周期性的有限绝对最小(最大)值,无论大的是经过的时间。这种行为与在自由空间中发生的情况形成鲜明对比,在自由空间中,对于每个温度,乘积$(Δ\,p)\,(Δ\,q)$渐近地趋于恒定值,与时间无关。
2013-07-01 cond-mat.mes-hall hep-th quant-ph
Uncertainty relation for non-Hermitian operators
本文从非自伴算符视角探讨海森堡不确定性关系,推导等价性与不等式改进,并引入γ-动力学与γ-对称性分析,讨论不同标量积的作用,自伴情形为特例。
2023-08-30 math-ph math.MP quant-ph
Operationally-Motivated Uncertainty Relations for Joint Measurability and the Error-Disturbance Tradeoff
我们推导出新的海森堡型不确定性关系的联合可测性和误差干扰权衡的任意可观的有限维系统。这些关系是用一个直接的操作量来表示的,即通过任何可能的测试程序来区分一个装置的实际操作与其假设的理想操作的概率。此外,它们可以直接应用于信息处理设置中,例如推断可以忠实地发送关于一个可观测量的信息的设备不会将关于共轭可观测量的任何信息泄露给环境。虽然从海森堡的原始论证中直观地显而易见,但以前只有更有限的版本形式化了这一陈述。
2014-02-26 math-ph math.MP quant-ph
First considerations on the generalized uncertainty principle for finite-dimensional discrete phase spaces
广义不确定原理和时空连续统的破缺无疑代表了在著名的普朗克尺度附近与量子引力和黑洞物理学有关的各种方法得出的两个重要结果。空间的离散性特别表明,所有可测量的长度都以基本尺度(在这种情况下,普朗克长度)为单位量子化。在这里,我们提出了一个自洽的理论框架,一类重要的物理系统的特点是有限的状态空间,并表明,这样的框架扩大了以前的知识广义不确定原理,在有限维离散相空间的拓扑效应发挥作用。此外,我们还研究了广义不确定原理(GUP)在什么情况下有效及其固有的局限性。
2011-06-13 gr-qc math-ph math.MP
Heisenberg-like and Fisher-information-based uncertainty relations for $N$-electron $d$-dimensional systems
对于$N$ -费米子$d$维系统,得到了基于Heisenberg和Fisher信息的测不准关系,它们扩展和推广了以前的类似表达式.空间和自旋自由度的贡献被考虑在内。这些广义自旋不确定性的关系的准确性数值研究了大量的原子和分子系统。
2015-05-29 cs.IT math.IT quant-ph
Generalized Uncertainty Principle, Extra-dimensions and Holography
我们考虑的不确定原理,其中考虑到重力的作用和可能存在的额外的空间维度。给出了4+n维广义不确定原理的显式表达式,并研究了它们的全息性质。特别是,我们表明,封闭在一个给定的空间体积中的自由度的预测数量相匹配的全息计数仅为一个可用的概括,没有额外的维度。
2003-07-18 gr-qc hep-th quant-ph