Determinism and Indeterminism as Model Artefacts: Toward a Model-Invariant Ontology of Physics
本文提出一种基于模型不变性的现实主义本体论，通过区分模型不变结构与建模惯例，解释物理基础问题的根源。
2026-10-12 physics.hist-ph quant-ph
The super-indeterminism in orthodox quantum mechanics does not implicate the reality of experimenter free will
“超不确定性”的概念抓住了正统量子力学的自由选择假设只需要以下要求的概念：一个主体在选择测量设置时的自由选择表现不能代表物理宇宙中不可约量子不确定性规则的例外（即“普遍不确定性”）。任何额外的形而上学的猜测，如量子不确定性，即，内在随机性，暗示着实验者“自由”、“自由意志”或“自由选择”的现实，相对于正统量子力学的预测成功是多余的。因此，从技术的观点来看，超非决定论也认为是多余的，不管是肯定的还是否定的答案，都是关于普遍非决定论作为实验者自由的必要前提的。例如，超非决定论解释了康威和科亨的自由意志定理中隐含的循环推理。超非决定论的概念对于澄清约翰·贝尔使用的“自由变量”概念的经常被误解的含义有很大的帮助。目前的工作认为，贝尔寻求一个可操作的，有效的自由意志定理，一个基于“没有预先决定的决定论”的概念，即，其中“自由变量”表示普遍不可计算的变量。总之，量子理论的标准解释没有回答，也不需要为了确保正统理论的预测成功而回答，关于不相容论或相容论在自由意志形而上学和量子力学中实验主体的自由意志现象学中是否有效的问题。
2016-03-21 quant-ph
One Sided indeterminism alone is not a useful resource to simulate any nonlocal correlation
确定性、无信令和测量独立性是构造贝尔不等式所需的一些约束。任何模拟非局部相关性的模型都必须单独或共同放弃这些约束。最近M。J. W. Hall（Phys Review A，\textbf{84}，022102（2011））在单独或联合放松对两者的那些约束的假设下导出了不同形式的贝尔不等式（即，二、两部制的双方。在这项工作中，我们已经调查了单侧松弛是否也可以是一个有用的资源，用于模拟非局部相关或没有。我们推导出贝尔型不等式的假设下，这些约束的联合松弛只有一方的二部系统。有趣的是，我们发现，在双方之间没有信号的情况下，一方相关性的任何随机性都不能显示任何形式的Bell-CHSH违反，而信号和测量依赖性单独可以模拟任何非局部相关性。我们还完成了Hall最近提出的一个猜想的证明（Phys. Rev. A \textbf{82}，062117（2010）; Phys. Rev. A \textbf{84}，022102（2011）），该猜想仅适用于单侧松弛情形。
2014-05-13 quant-ph
Complementary contributions of indeterminism and signalling to quantum correlations
不确定性和信号的简单定量测量，$I$和$S$，被定义为模型的统计相关性。证明了任何这样的模型都满足一个广义Bell型不等式，且有紧的上界B（I，S）。这个上限明确量化的互补贡献所需的不确定性和信令，建模任何给定的违反标准的贝尔-CHSH不等式。例如，所有最大量子违逆的模型必须要么指定不超过80%的发生概率给一些潜在的事件，和/或允许一个观察者的潜在边缘概率至少60%的非局部变化，以响应远处观察者的测量设置的变化。结果产生相应的互补关系的本地随机位和非本地信令位的数量之间的建模所需的一个给定的违反。一个更强的关系是emptured单重态的模拟。只有当满足“间隙”条件时，信号才是有用的资源，对应于能够非局部地将一些潜在的边际概率$p$翻转到其互补值1-p。
2010-12-21 quant-ph
Update for "The collapse of Bell determinism"
我们更新了我们的论文：贝尔决定论的崩溃（物理快报A，359（2006）：122-125; 2006年6月16日在线提供）。首先，我们指出，Olivier Brunet，使用晶格理论的方法，最近，相当独立地，得出了我们的论文的核心技术引理;见：先验知识和Kochen-Specker定理（物理快报A，在线2007年1月5日）。他还善意地指出了我们的一个结果的最后一行中的一个失误。我们讨论的更正和评论略有修订的概念如何贝尔决定论崩溃。我们还更正了原文中的一些错别字。
2007-03-19 quant-ph
Determinism and Quantum Mechanics with time Bell inequalities
我们提出了一个物理系统，其中包括，除了测量设备，周围环境的确定性的定义。假设这个放大的系统遵循从一些（未知的）初始条件开始的预定义的轨迹，这些初始条件在实验中扮演隐藏变量的角色。这些与实在论不同的假设使我们能够导出一类时间贝尔不等式，而量子力学却违反了这些不等式。为了说明这种违反，我们讨论了自旋1/2粒子的测量的特殊情况。
2013-03-20 quant-ph
Physics without Determinism: Alternative Interpretations of Classical Physics
经典物理学通常被认为是决定论的，而量子力学被认为是第一个将真正的非决定论引入物理学的理论。我们对这种观点提出质疑，认为所谓的经典物理学的决定论依赖于一种心照不宣的形而上学假设，即每个物理量都存在一个实际值，并具有无限个预定的数字（我们称之为\emph{principle of infinite precision}）。最近的信息理论的论点表明，无限精度的原则（这转化为一个物理意义的数学实数的属性）导致非物理的后果，我们认为可能的替代经典物理学的不确定性解释。我们也将这些与量子力学的著名解释联系起来。特别是，我们提出了一个基于\emph{finite information quantities}（FIQs）的经典不确定性模型。此外，我们讨论了一个不确定性物理学可能打开的观点（如强涌现），以及一些潜在的问题。最后，我们证明，任何物理学的不确定性解释都必须处理解释不确定值如何成为确定值的问题，这是量子力学中称为“量子测量问题”（的一部分）的问题。我们讨论了经典和量子测量问题之间的一些相似之处，并提出了可能的解决方案的想法（例如，“崩溃模型”和“自上而下的因果关系”）。
2019-11-26 physics.hist-ph quant-ph
Bound on Bell Inequalities by Fraction of Determinism and Reverse Triangle Inequality
纠缠是一种资源，这是一个既定的事实。共享一个纠缠态会导致非局域关联和违反贝尔不等式。这种非局域相关性说明了量子资源相对于经典资源的优势。本文定量地研究了带$2\times n$输入的贝尔不等式.如[N]中所示。Gisin等人，Int. J. Q. Inf.5，525（2007）]量子力学相关性不能达到这种不等式的代数界。在本文中，我们揭示了这种效应的核心，我们称之为{ \it分数决定论}。证明了任何具有两方和$2 \times n$输入的量子统计都具有非零分数的决定性，并给出了它的一个定量界，然后应用它给出了具有$2\times n$输入的贝尔不等式式的一个显式的{ \it泛上界}.作为我们的主要数学工具，我们引入并证明了一个{ \it倒三角不等式}，以定量的方式说明，如果一些状态远离给定的状态，那么它们的混合也是。不等式在推导决定论分数的下界时至关重要，但它本身也很有趣。
2015-02-10 quant-ph
Quantum Locality, Rings a Bell?: Bell's inequality meets local reality and true determinism
通过假设量子系统的演化是确定性的，并考虑到实在论，我们基于T Hooft提出的本体论态的概念，仔细地建立了一个量子力学的隐变量理论。我们将这些本体论态视为嵌入实在论的态，并将它们与代表叠加的（通常的）量子态进行比较，将后者视为它们所描述的系统的纯粹信息。这种确定性模型为贝尔不等式的适用性提出了条件：通常的不等式不能应用于通常的实验。我们建立了一个Bell不等式，它可以应用到EPR方案，并表明这个不等式总是满足量子力学。这样，我们表明量子力学确实可以有一个局部的解释，从而满足因果结构强加的狭义相对论在一个令人满意的方式。
2017-11-30 quant-ph
Constraints on determinism: Bell versus Conway-Kochen
1964年的贝尔定理和2009年康威和科亨的（强）自由意志定理都排除了与量子力学的某个小片段兼容的确定性隐变量理论（或者，用现代的说法，“本体论模型”），承认原型爱丽丝和鲍勃实验的“自由”设置，并满足称为参数独立性的定域性条件。我们澄清了这些定理之间的关系，给出了重新精确地指出它们的相似之处和它们的差异。我们的重新表述以我们所看到的唯一一致的方式强加了决定论，在这种方式中，“本体论状态”最初决定了实验的设置和结果。作为“自由”参数的设置的通常状态随后从对相关（随机）变量的独立性假设中恢复。我们的重新制定也澄清了贝尔后来的概括他的定理随机隐变量理论的设置的作用。
2014-05-19 quant-ph
The Collapse of Bell Determinism
确定性非关联隐变量模型的贝尔-科亨-斯佩克条件（Bell-Kochen-Specker conditions，BKS）非常简单，只处理希尔伯特空间H上的一维投影，不涉及概率相空间或量子系统。他们只要求分配零或一个投影仪，使分配尊重正交分辨率的身份。文献中的各种no-go结果表明，这对陈述{BKS是有效的; dim H大于或等于3}不一致。在这里，我们更彻底地表明，这对实际上与空间本身的维数相矛盾，因为这意味着至多存在一个作用于H的一维投影仪。我们的推导只涉及初等内积空间。它是非概率的，不平等的，状态独立的，不使用纠缠，并同时在所有三维或更大的维度有效。
2006-06-19 quant-ph
The future's not ours to see
一个帐户的决定论和非决定论的物理学，针对非物理学家的读者，导致建议如何理解有关未来和单事件概率的陈述，由量子力学的动机。
2016-05-02 physics.hist-ph quant-ph
Bell's Theorem: Two Neglected Solutions
贝尔定理承认几种解释或“解决方案”，标准的解释是“不确定性”，下一个是“非局部性”。在这篇文章中，两个进一步的解决方案进行了调查，在这里被称为“超决定论”和“超相关”。由于哲学的原因，前者特别有趣，如果仅仅是因为它总是在超物理论证的基础上被拒绝。后者，超相关，将在这里研究的模型系统，可以模仿它，即自旋晶格。结果表明，在这些系统中，贝尔不等式可以被违反，即使它们是局部的，根据通常的定义。违反贝尔不等式追溯到违反“测量独立性”。这些结果强调了在实际系统中研究贝尔不等式的前提的重要性。
2013-01-30 quant-ph
The fail of determinism and the limits of Bohm hidden variable theory
我们给出一个反例来说明决定论本身与量子力学是矛盾的。更准确地说，我们考虑一个简单的量子系统和它的环境，包括测量设备，并假设全球系统的时间演化，量子系统加上这个环境，是确定的，即。例如，时间演化由来自某些初始条件的动力学轨迹给出。在此基础上，证明了一类不符合量子力学的贝尔不等式，得出了量子系统是以非确定性方式演化的结论.为了抓住这一结论的趣味性，人们必须认识到，它不能从量子力学预言的贝尔不等式的当前实验违背中得出，因为这种违背与非定域实在论相容。
2009-09-21 quant-ph
Indeterminism and Undecidability
本文的目的是论证自玻恩（1926）以来哥本哈根诠释的拥护者所宣称的量子力学的（所谓的）不确定性，可以从蔡廷对哥德尔（第一）不完全性定理的后续证明。相比之下，贝尔（1964）定理以及所谓的自由意志定理-最初是由于海伍德和雷德黑德（1983）-留下了两个漏洞，确定性隐藏变量理论，即放弃任何一个地方（更确切地说：局部语境性，如玻姆力学）或自由选择（即不相关的测量设置，如特胡夫特对量子力学的元胞自动机解释）。主要的一点是，贝尔和其他人并没有利用量子力学的全部经验内容，量子力学由一长串重复测量的结果（理想化为无限的二进制序列）组成：他们的论点只使用了从这些序列中导出的长期相对频率，因此只要求隐变量理论重现由某些纠缠的二分态定义的单例玻恩概率。如果我们将一个公平的量子硬币投掷的二进制结果串理想化为无限序列，量子力学预测这些通常（即\几乎肯定）具有逻辑中称为1-随机性的性质，这比不可计算性强得多。这是我的主张的关键，无可否认，我的主张是基于一个比隐变量理论文献中常见的更强（但令人信服）的决定论概念。
2021-03-24 math-ph math.MP quant-ph
Does locality plus perfect correlation imply determinism?
本文针对贝尔是否从定域性与完美关联推导决定论的争议展开研究，证明弱定域性不足、结果独立性可推导决定论且意味着量子力学不完备，指出贝尔援引的EPR论证存在漏洞并给出修正方法，还探讨了相关量子诠释等问题。
2024-06-25 physics.hist-ph quant-ph
Bell nonlocality, signal locality and unpredictability (or What Bohr could have told Einstein at Solvay had he known about Bell experiments)
1964年的约翰·贝尔定理表明，没有一个模型能够再现量子力学的预言，能够同时满足定域性和决定论的假设。另一方面，\emph{signal locality}加\emph{predictability}的假设也足以导出贝尔不等式.这个简单的定理，以前注意到，但发表的只是相对最近的Masanes，Acin和Gisin，有根本的影响没有完全赞赏。首先，关于定域性或决定论的本体论假设，没有什么可以相互独立地得出结论--用违反定域性的确定性模型以及满足定域性的非确定性模型来重现量子力学是可能的。另一方面，信号定域性的操作假设是相对论的一个经验上可检验的（且经过充分检验的）结果。因此，贝尔不等式的违背意味着我们可以相信某些事件从根本上是\emph{unpredictable}的，即使我们不能相信它们是不确定的。这一结果为量子力学禁止在没有超光速信号的假设下进行任意精确的预测奠定了基础，而不管量子力学的任何假设。它也揭示了爱因斯坦和玻尔之间的历史辩论的早期阶段的新的光。
2012-06-13 quant-ph
Bell vs Bell: a ding-dong battle over quantum incompleteness
本文通过反例和严谨推导，澄清贝尔关于定域性与决定论关系的争论，指出EPR论证的漏洞并证明贝尔主张的合理性。
2024-11-06 physics.hist-ph quant-ph
Ontological Determinism non-locality and the system problem in quantum mechanics
波函数存在于位形空间中。薛定谔称之为纠缠。薛定谔方程的线性使波函数不能代表现实。如果方程是非线性的（例如，约简模型），位形空间上的波函数本身仍然不能代表物理空间中的实在。在本文中，我们继续我们在前一篇文章中讨论的推理路线，“话语在理论物理学中的根本重要性”，[arXiv：1001.4111]，探索量子力学中的“测量问题”。特别是，我们提出了一个新的量子退相干的解释，和一个新的双缝实验的批评。此外，我们回顾了“决定论”在量子力学的话语中的使用，解决了试图将决定论恢复到量子力学而将决定论与本体论必然性混淆的理论所造成的混乱。最后，我们回顾贝尔定理，以证明非定域性是宇宙的配置空间的内在本体论性质，无论量子力学的确定性或非确定性的字符。
2011-05-04 quant-ph
Limited measurement dependence in multiple runs of a Bell test
自由意志的假设--实验者做出随机选择的能力--是证明量子资源不确定性的核心，量子资源是量子密码学的主要工具。放松贝尔测试中的假设允许通过将用于选择测量的随机数发生器与执行测量的设备相关联来违反通常的经典阈值。在本文中，我们不仅研究了这些相关性，而且还研究了多次实验的相关性。这使得最佳作弊策略以及相关性如何在该策略中表现出来的明确阐述成为可能。类似于其他最近的结果，我们证明，仍然有贝尔违反足够高的，但非最大程度的自由意志，不能模拟的经典攻击，无论有多少运行的实验，这些选择是相关的。
2013-12-27 quant-ph
Is Bell inequality violated once measurement independence is relaxed?
一般认为，一旦观测独立性（MI）放宽了观测者可以自由选择观测设置而不改变隐变量概率分布的假设，就应该对统计不等式如贝尔不等式进行修正。然而，我们证明了即使MI是松弛的，贝尔不等式仍然成立的可能性。MI只是在决定论和设置独立性（通常称为局部实在论）都满足时，导出贝尔不等式的一个充分条件。因此，我们提出了一个新的推导贝尔不等式的充分必要条件，称为隐测量依赖.
2014-03-18 quant-ph
On The Significance of Bell's Locality Condition
回顾一般表示的随机本地隐藏变量理论的背景下，一个理想的玻姆的版本的EPR实验，我们明确表明，违反贝尔的局部性条件是由于假设的“结果独立”在隐藏变量的水平。此外，我们表明，如果我们引入决定论，结果独立的假设将是允许的。
2001-11-08 quant-ph
Determinism beneath Quantum Mechanics
与普遍的看法相反，构建确定性模型并不困难，其中随机行为由量子力学振幅正确描述，与Copenhagen-Bohr-Bohm学说完全一致。然而，困难的是获得从下有界的哈密顿量，其基态是真空，表现出复杂的真空涨落，如在现实世界中。在量子力学之下，可能存在一种具有（局部）信息损失的确定性理论。这可能会导致一个足够复杂的真空态，以及确定性（“本体论”）态和量子态之间的关系中的明显非定域性，这是解释贝尔不等式所需要的。这类理论不仅从哲学的角度来看是有吸引力的，而且对于理解普朗克距离尺度下的因果关系也是必不可少的。
2002-12-16 quant-ph
Comment on "Cosmic Bell Test: Measurement Settings from Milky Way Stars"
本文认为，在[J.Handsteiner et al.，物理修订版信函118，060401（2017）]和其他地方，实际上遵循更基本的前提。度量的独立性来自于（i）自由变量的使用和（ii）时间的因果箭头。决定论来自（i）局部因果关系和（ii）完美的相关性（由量子力学预测）。特别指出[M.J.W. Hall，Phys. Rev. Lett. 105，250404（2010）]基于追溯因果模型。虽然这可能是有争议的，但应该有可能在贝尔定理的基本假设是什么这一更简单的问题上达成共识。
2017-05-11 quant-ph
The EPR paradox, Bell's inequality, and the question of locality
大多数物理学家都同意爱因斯坦-波多尔斯基-罗森-贝尔悖论解释了量子力学的许多奇怪行为，但关于悖论背后的假设仍然存在争议。为了澄清这场争论的内容，我们采用了一个简单而著名的思想实验，这个实验涉及两个相关的光子，以帮助我们把注意力集中在构建EPR和贝尔论证所需的逻辑假设上。本文提出的观点是，贝尔不等式背后的最小假设是局部性和反事实的确定性，而不是科学实在论，决定论，或隐藏的变量，因为经常建议。我们进一步研究由此产生的限制物理理论的说明从多世界的解释量子力学-一种解释，我们认为是确定性的，本地的，现实主义的，但仍然违反了贝尔不等式。
2009-09-17 quant-ph
Local deterministic model of singlet state correlations based on relaxing measurement independence
贝尔不等式的推导需要假设测量独立性，这与实验者在选择测量设置时的自由意志有关。单重态相关性违反这些不等式，正如实验所观察到的那样，使这个假设受到质疑。一个简单的测量独立性的程度的相关模型的定义，它表明，所有的自旋相关的单重态可以通过放弃一小部分的测量独立性的14%建模。基本模型是确定性的，无信号。因此，它可以有利地与其他基础模型的单态，这需要最大的不确定性或最大的信号。一个局部确定性模型，实现了最大可能违反著名的Bell-CHSH不等式，在成本只有1/3的测量独立性。
2010-12-21 quant-ph
Hidden Variables, Non Contextuality and Einstein-Locality in Quantum Mechanics
我们讨论了隐变量的问题以及在量子力学中引入隐变量的动机。这些问题包括决定论、可测量性和不完备性。本文首先讨论了冯-诺依曼的不可能性证明，然后从Bell的显隐变量自旋二分之一粒子模型出发，分析了冯-诺依曼不可能性证明的不足。接下来我们讨论了Gleason定理和Kochen-Specker定理，并指出了非上下文隐变量理论的麻烦。爱因斯坦定域性在隐变量理论的讨论中起着重要的作用，这是由爱因斯坦、波多尔斯基和罗森首先提出的。我们阐述了它的各种影响，如贝尔定理的贝尔不等式以及后来的工作中，贝尔定理遵循不使用不等式。
2005-07-25 quant-ph
Ontological Determinism, non-locality, quantum equilibrium and post-quantum mechanics
在本文中，我们将我们以前关于本体论决定论、非定域性和量子力学的讨论扩展到Sarfatti后量子力学的观点。我们研究的性质量子平衡和非平衡和不确定性的Sarfatti描述这个理论的发展，这有助于扩展的统计线性酉量子力学封闭系统的局部追溯因果，非统计，非线性，非酉理论的开放系统。我们讨论了如何Bohmian量子势有依赖于它的贝尔beable的位置和复杂性数学如何描述的量子势和它的beable之间的自组织反馈允许非局域通信。
2018-07-23 physics.gen-ph quant-ph
Causality and local determinism versus quantum nonlocality
自旋极化相关实验（SPCE）中的纠缠以及Bell和CHSH不等式的违反被认为是自然界最大的奥秘之一，被称为量子非定域性。在本文中，我们再次表明，这一结论是基于不精确的术语和缺乏了解的概率模型中使用的各种证明贝尔和CHSH定理。这些模型与SPCE中使用的实验方案不一致。这是Bell和CHSH不等式被违反的唯一原因。一个概率的非信令描述SPCE，符合量子预测，是可能的，它明确地取决于每个实验的上下文。它也是确定性的意义上说，结果是由补充的本地参数描述的物理信号和测量仪器。这种描述的存在提供了额外的论据，即量子理论是从某种更详细的关于因果关系和局部决定论的理论中涌现出来的。如果量子理论是突现的，那么在实验数据的时间序列中可能存在一些未被量子理论预测的精细结构。在本文中，我们将解释如何进行系统的搜索，这样的精细结构。如果发现了这种可重复的精细结构，这将表明量子理论并不完全，这将是一个重大发现。
2013-12-02 physics.data-an physics.hist-ph quant-ph
A Note on Bell's Theorem Logical Consistency
反事实的确定性被认为是贝尔定理的基础。一个古老的争议存在于那些拒绝理论的影响，拒绝反事实的确定性和那些谁声称，因为它是一个直接后果的地方，它不能被独立拒绝。我们提出了一个不同的方法来解决这个有争议的问题，认识到反事实的定义是一个不必要的和不一致的假设。反事实的确定性既不等同于实在论或决定论，也不源于局部性。它只不过是反事实推理的不一致应用。由于与可证伪性不相容，它构成了一种不合理的假设，违背了科学方法的严谨性。贝尔定理基础的正确表述表明，它要么作为一个基本假设，要么作为其他东西的结果而不存在。最重要的是，我们提出了一个连贯的贝尔不等式推导精心设计，以明确和令人信服地表明不存在不相容的实验或反事实推理。因此，即使承认反事实的确定性可能是一个一致的假设，必要的结论是，它是不相关的不等式公式，可以安全地忽略讨论贝尔不等式的哲学和物理含义。
2021-06-04 quant-ph
Tests of hidden variable models by the relaxation of the measurement independence condition
贝尔不等式或类贝尔实验是检验隐变量理论的一种方法，它基于三个直观的假设：确定性、局部性和测量独立性。如果适当放宽贝尔不等式的一个假设，单重态的概率分布，例如，可以通过隐变量模型再现。目前已有文献研究了具有多个隐变量的松弛条件的模型。在这项工作中，隐变量的数量和放松的程度之间的关系，需要重现的单态相关性进行了研究。对于研究的例子，它表明，隐变量的数量的增加不允许更有效地再现量子关联。
2018-04-17 quant-ph
Local Causality and Completeness: Bell vs. Jarrett
J.S.贝尔认为，他的著名定理在量子理论的经验验证预言和相对论激发的局域因果关系概念之间存在深刻而令人不安的冲突。然而，许多物理学家仍然接受，通常是根据教科书作者和其他评论家的报告，贝尔自己的观点是错误的，事实上，这个定理只会带来与决定论或隐变量程序或现实主义或其他一些原则的冲突（不像局部因果关系），据称，无论如何都没有人应该相信。（此外，通常情况下，这些信念的产生甚至没有人意识到他们所接受的观点与贝尔自己的观点有如此根本的不同。在这里，我们试图通过关注局部因果关系的概念来阐明这种情况，这是贝尔定理的核心，特别是通过将贝尔自己的理解与乔恩·贾勒特的分析进行对比，乔恩·贾勒特是最近几十年来最有影响力的来源，对于前面提到的各种主张。我们指出一个关键的区别贾勒特和贝尔自己的理解贝尔的制定当地的因果关系，这原来是错误的索赔的基础上，由贾勒特和许多其他人，贝尔误解了自己的定理的含义。
2008-08-15 quant-ph
Deterministic Bell state measurement with a single quantum memory
任何量子信息系统都是以纠缠作为一种资源来运行的，这种资源应该通过称为完全贝尔态测量（BSM）的联合测量来确定性地产生。决定论源于在读出辅助装置的帮助下对两个耦合量子比特的量子非破坏测量，这不可避免地需要额外的物理量子比特。我们在这里证明了一个确定的和完整的BSM作为量子存储器中的氮空位（NV）中心的氮原子，而不依赖于任何碳同位素，利用电子氮（14 N）双量子点在零磁场。在电子和氮自旋量子子空间内的简并逻辑量子比特由任意极化的微波和射频脉冲通过零场分裂态作为辅助进行完整控制，从而确定性地实现完整的BSM。由于该系统在无同位素和无场环境下工作，该演示为实现长距离量子网络的高产率，高保真度和高速量子中继器以及大规模分布式量子计算机的量子接口铺平了道路。
2022-09-29 quant-ph
J.S. Bell's Concept of Local Causality
约翰·斯图尔特·贝尔在1964年提出的著名定理被广泛认为是物理学基础中最重要的发展之一。它甚至被描述为“科学上最深刻的发现。“然而，即使我们接近贝尔发现50周年，其意义和影响仍然存在争议。许多教科书和评论家报告说，贝尔定理驳斥了用额外的（“隐藏的”）变量补充普通量子理论的可能性（特别是爱因斯坦、波多尔斯基和罗森在1935年提出的），这些变量可能恢复决定论和/或一些与量子无关的现实的概念。根据这个观点，贝尔定理支持正统的哥本哈根解释。贝尔自己的看法，他的定理，但是，是完全不同的。相反，他认为这个定理在量子理论和相对论性\emph{local causality}之间建立了一个“本质冲突”。本文件的目标是，在一般情况下，使贝尔自己的意见更广泛地了解，特别是，详细解释贝尔的鲜为人知的数学公式的概念相对论局部因果关系，他的定理依据。因此，我们收集和组织贝尔的许多重要声明，这些主题，这是分散在他的著作，成一个独立的，教学讨论，包括阐述的概念“可”，“完整性”，“因果关系”的数字在制定。我们还展示了如何局部因果关系（贝尔制定）可以用来推导出一个经验检验贝尔型不等式，以及它如何可以用来概括EPR参数。
2011-03-10 quant-ph
The Two Bell's Theorems of John Bell
许多关于“贝尔定理”的激烈争论是因为这个短语可以指约翰·贝尔证明的两个不同的定理，第一个在1964年，第二个在1976年。他在1964年的定理是量子现象与定域性和决定论的双重假设的不相容性。他在1976年的定理是量子现象与局部因果关系的幺正性不相容。这与贝尔自己后来的断言相反，他在1964年的定理是从单一的、不可分割的局部因果关系假设开始的（即使不是用这个名字）。虽然有其他形式的贝尔定理-我提出来解释之间的关系Japlett-completeness，“脆弱的地方”，和EPR-completeness-我认为贝尔的两个版本是必不可少的。虽然这两个贝尔定理在逻辑上是等价的，但它们的假设并不等价，并且定理的不同版本提出了相当不同的结论，这些结论被不同的社区所接受。对于现实主义者来说，局部因果关系的概念，被贝尔1976年的定理排除，隐含地受到赖兴巴赫的共同原因原理的启发，明确地受到相对论因果关系原理的启发，而后者必须被放弃。操作主义者不理会赖兴巴赫的原则，但希望保持相对论因果性原则，这一原则由一个隐含的“施事因果性原则”支持，暗示了他们的局部性概念。因此，对于操作主义者来说，贝尔定理是1964年的那个，它意味着必须放弃决定论。我讨论为什么这两个“阵营”得出这些不同的结论，以及可以做些什么来增加相互理解。
2014-06-19 physics.hist-ph quant-ph
Violation of local realism with freedom of choice
贝尔定理表明，局域实在论对不同系统之间的可观测相关性有很强的限制，从而导致贝尔不等式在使用纠缠量子态的实验中可能被违反。贝尔定理是基于现实主义，局部性和自由选择测量设置的假设。在实验测试中，出现了“漏洞”，使得观察到的违规行为仍然可以用当地的现实理论来解释。打破贝尔不等式，同时堵住所有这些漏洞，是当今基础物理学中最重要的挑战之一。在本文中，我们提出了一个实验，违反贝尔不等式，同时关闭本地漏洞和解决自由选择的漏洞，也关闭后者在一组合理的假设。我们还解释说，局部性和自由选择的漏洞只能在非决定论，即在随机局部现实主义的背景下关闭。
2010-11-02 quant-ph
An axiomatic limitation on the deterministic scope required for superdeterminism and its consequentially greater likelihood
本文通过公理化方法证明超决定论仅需观察者范围的决定论即可解释量子测量相关性，指出Bell夸大了决定论范围，并探讨此结论如何提升理论合理性及跨学科融合路径。
2023-11-27 gr-qc physics.hist-ph quant-ph
Relaxed Bell inequalities and Kochen-Specker theorems
各种物理上合理的属性的组合，如无信号，决定论和实验自由意志，已知与量子相关性不相容。因此，这些属性必须单独或联合放宽任何模型的这种相关性。必要的放松程度在这里量化，通过自然距离和信息理论的措施。这允许在不同模型之间就它们所需的资源（诸如比特数、随机性、通信和/或相关性）进行定量比较。例如，测量依赖性是用于建模单重态相关性的相对强的资源，在测量设置和基础变量之间仅需要1/15的相关性。它示出了如何各种“放松”贝尔不等式可以获得，这精确地指定的互补程度的放松所需的模型任何给定的违反一个标准的贝尔不等式。本文还研究了一类Kochen-Specker定理对测量独立性松弛的鲁棒性。结果表明，Mermin定理仍然有效，除非测量无关性放宽1/3。Conway-Kochen '自由意志'定理和Hardy的结果不太稳健，如果测量独立性分别放松仅6.5%和4.5%，则会失败。一个附录显示了一个结果独立模型的存在等价于一个确定性模型的存在。
2011-07-16 quant-ph
A Family of Local Deterministic Models for Singlet Quantum State Correlations
Centro de Ciências Naturais e Humanas, Universidade Federal do ABC（自然与人文科学中心，联邦ABC大学）
本文提出了一种新的局部确定性模型，用于研究单量子态关联，在放松测量独立性假设下再现量子力学预测，揭示了局部决定论与量子力学之间的关系。
2024-08-18 quant-ph
Are there really two different Bell's theorems?
这是对霍华德·怀斯曼最近的论文《约翰·贝尔的两个贝尔定理》的一个有争议的回应。怀斯曼认为，在1964年，贝尔建立了量子力学预测与决定论和（现在通常称为）“参数独立性”的联合假设之间的冲突。根据怀斯曼的说法，直到1976年，贝尔才第一次在量子力学预言和定域性之间建立了冲突（贝尔有时称之为“定域因果关系”的特定形式）。因此，根据怀斯曼，长期存在的分歧，究竟是什么，贝尔定理做和不证明可以被理解为主要是误解造成的事实，有两个相当不同的“贝尔定理”。我在这里的目标是列出怀斯曼简要描述为贝尔1964年论文的“替代阅读”，根据该论文（引用怀斯曼），“贝尔'公式化'部分的第一段[应该被视为]他1964年定理的重要组成部分，两部分论证的第一部分。我将特别指出，这种“交替阅读”是理解贝尔1964年论文的正确方法，而怀斯曼的阅读与现有证据强烈不一致。
2015-03-17 physics.hist-ph quant-ph
Local causality in the works of Einstein, Bohm and Bell
本章围绕EPR定理与Bell定理的关联展开，明确beable概念的核心作用，指出其包含波函数而非仅隐变量，从而将两定理结论重述为量子力学本身的非定域性定理，同时澄清定域实在论相关歧义，说明实在论等并非两定理的前提。
2023-11-09 physics.hist-ph quant-ph
Quantum determinism and completeness restored by indistinguishability and long-time particle detection
本文论证在考虑全同粒子不可区分性和长时间探测后，量子测量数据只能作统计解释，放弃单粒子层面的玻恩规则可恢复实在性、定域性与因果性，从而表明量子物理并非根本概率性的。
2025-07-19 physics.gen-ph quant-ph
Locally Causal and Deterministic Interpretations of Quantum Mechanics: Parallel Lives and Cosmic Inflation
介绍和评述了量子力学的几种局域决定论解释。这些解释之间的根本差异是透明的，通过明确显示在贝尔定理的理想化实验测试中每个物理系统局部携带的信息。这也表明了这些模型中的每一个如何可以是局部因果和确定性的。首先，提出了一个模型，它避免了贝尔的论点，通过假设时空膨胀从初始奇点，它封装了整个过去的光锥的每一个事件在宇宙中。从这个假设出发，我们展示了量子力学如何通过在奇点时刻选择许多可能的未来之一来产生局部一致的现实。其次，我们回顾并扩展了阿卡德和雷蒙德-罗比肖的《平行生命》解释，他们放弃了最严格的实在论概念，坚持了局部因果性和决定论。最后，这两个想法结合起来，导致一个平行的生活模式，生活分支分开较早，假设一个单一的统一的相互作用的历史。每个模型中的弱值的物理内容进行了讨论，以及有关自由意志的哲学问题。
2016-04-26 quant-ph
Can free will emerge from determinism in quantum theory?
量子力学通常被认为是能够通过量子测量过程解释随机性出现的终极理论。因此，量子力学可以被认为是上帝的奇妙的想象力的解决方案，提供他的生物与自由意志的问题，否则秩序良好的宇宙。事实上，如果一切发生的事情都是由实际条件或者甚至是大爆炸时存在的条件预先决定的（原则上可以根据这些条件计算出来的），那么我们怎么能梦想在拉普拉斯所设想的纯粹决定论的宇宙中有自由意志呢？在这篇文章中，我们分享我们的观点，即量子力学实际上是确定性的，局部的和现实的，与大多数人对贝尔定理的看法完全矛盾，这要归功于我们新的平行生命理论。因此，我们所感知的所谓“波函数的坍缩”不过是一种错觉。然后我们问一个根本性的问题：一个纯粹决定论的量子理论能产生非决定论、随机性、概率的幻觉吗？最终，自由意志能从这样一个理论中出现吗？
2012-04-10 physics.hist-ph quant-ph
Reply to Norsen's paper "Are there really two different Bell's theorems?"
是的这是我对特拉维斯·诺森自称“对霍华德·怀斯曼最近论文的论战性回应”中的标题问题的论战性回答。不那么有争议的是，我很高兴地看到，在我的两个立场上--贝尔1964年的定理与贝尔1976年的定理不同，前者不包括贝尔对EPR论证的一段启发式陈述--诺森做出了重大让步。在他的回应中，Norsen承认“Bell在[相关]段落中对EPR论点的重述留下了一些需要改进的地方”，它“令人失望”并且“有问题”。此外，Norsen做了其他声明，从表面上看，他不应该反对我最近论文的标题（“约翰·贝尔的两个贝尔定理”）。我写这篇论文的主要目的是试图弥合两个解释阵营之间的差距，我称之为“操作主义者”和“现实主义者”，指出他们使用短语“贝尔定理”来表示不同的东西：他的1964年定理（假设局部性和决定论）和他的1976年定理（假设局部因果关系）。因此，令人鼓舞的是，至少有一个人从一方采取了一步，我的桥梁。也就是说，与Norsen有几个争议问题，我们（两位作者）在讨论了我们与Norsen的协议范围后解决了这些问题。最重要的问题是：在1964年之前“定域性”一词的不确定性;以及爱因斯坦在1964年贝尔引用的论文中所做的假设及其与贝尔定理的关系。
2015-03-24 physics.hist-ph quant-ph
Quantum non-locality - It ain't necessarily so...
贝尔定理已经有50年的历史了。关于它的含义仍然存在争议。其中大部分的根源在于关于可以导出定理的前提的混乱。有些人声称贝尔不等式的推导只需要局部性假设，仅此而已。违反不等式则被解释为“非定域性”或“量子非定域性”。我们表明，这种说法是没有根据的，贝尔不等式的每一个推导都需要一个前提--除了局部性和选择自由--这要么是默认的，要么是无意识的，要么是嵌入在一个单一的复合条件（如贝尔的"局部性“）。这个前提等价于存在额外变量的假设，而这些变量并没有出现在量子形式主义中（以决定论的形式，或所有可想象的测量结果的联合概率，或“额外原因”，或“隐藏变量”，“状态的完整描述”或反事实确定性等）。具有一定讽刺意味的是，违反贝尔不等式的主要信息可能是，我们的局部性概念应该基于操作上定义良好的无信号条件，而不是局部因果关系。
2015-01-19 physics.hist-ph quant-ph
Comment on Causal Networks and Freedom of Choice in Bell's Theorem
贝尔不等式只有在隐变量不依赖于实验设置时才能导出。隐变量和设置变量的随机独立性被称为：选择自由、自由意志、测量独立或无阴谋。通过将贝尔因果结构嵌入到一个更大的因果网络中，作者正确地证明了，人们可以解释和量化可能违反测量独立性，而不会引起超决定论。他们假设因果决定设置的变量的独立性，并研究它们如何与隐变量相关。使用他们的扩展的因果网络，他们推导出一个上下文概率模型，他们的进一步正确的结果是基于。作者似乎忽略了上下文概率模型可以直接使用概率的概念，并结合正确设置的因变量描述测量仪器。在这些上下文概率模型中，实验者的选择自由并没有受到损害，贝尔检验的结果（包括明显违反爱因斯坦的非信号）可以用局部因果关系的方式来解释。谈论选择自由是误导性的，根源在于对贝叶斯定理的错误理解。我们解释了为什么选择的自由应该被称为noncontextuality和为什么它的违反贝尔测试证实了只有量子可观测的上下文字符。因此，背景性而不是实验者的选择自由是量子信息的重要资源。
2022-03-31 physics.hist-ph quant-ph
The role of (non)contextuality in Bell's theorems from the perspective of an operational modeling framework
提出了一种新的方法来分析“经典”替代量子力学解释的统计结果的EPRB类实验。这种观点是自上而下而不是自下而上。而不是从不等式推导开始，构建模型类型的层次结构，每个模型类型由适当参数化的条件概率区分。该层次结构根据“经典”模型类型是否能够再现QM统计数据来对它们进行排名。分析超出了通常对“达不到要求”的模型类型的考虑（即，满足所有的CHSH不等式）到“过度”（即，不仅违反CHSH，而且甚至超过Tsirelson界限）。这种方法清楚地表明，非上下文性是操作模型的最一般属性，它阻止了至少一些QM统计预测的复制。可因式分解自然地被揭示为非语境性的一个特例。对于远程上下文独立性和结果确定性的组合（RCI+OD）也是如此。正是非上下文性决定了满足CHSH不等式的“经典”模型实例和不满足CHSH不等式的“经典”模型实例之间的分界线。结果确定性的操作模型被揭示为所有其余的“积木”，包括量子力学，非上下文和上下文的。非上下文模型实例的集合正好是所有16个RCI+OD模型实例的凸包，而且，所有模型实例的集合，包括所有QM模型实例，等于256个OD模型实例的凸包。研究表明，在一个温和的假设下，OD模型实例的有限集合的凸壳的构造在数学上等价于传统的隐变量方法。图和数字提供了许多结果的视觉确认。
2022-04-03 quant-ph
Bell's Theorem, Non-Computability and Conformal Cyclic Cosmology: A Top-Down Approach to Quantum Gravity
本文结合彭罗斯的共形循环宇宙学、不可计算性等思想提出量子引力的不变集理论，以宇宙整体相空间几何区分量子与引力过程，在保留广义相对论决定论和局域因果性的前提下解释贝尔不等式违反，还提出修正广义相对论场方程使之适配该理论。
2021-08-27 gr-qc quant-ph
Contextuality under weak assumptions
在量子理论中，情境性的存在首先是由贝尔、科亨和斯派克强调的，他们发现对于三维或三维以上的量子系统，测量不能被视为揭示系统的预先存在的性质。更准确地说，没有一个模型能够以只依赖于投影而不依赖于它出现的背景（投影的全部集合）的方式，将确定性结果分配给量子测量的投影者，尽管与投影者相关的玻恩规则概率与背景无关。由Spekkens引入的一个更一般的，可操作的上下文定义，我们将其称为“概率上下文”，放弃了确定性的假设，并允许将测量以外的操作视为上下文。概率非语境性（Probably noncontextuality）代表了这样一种假设，即一个运算理论的元素，如果不能根据任意多个重复实验的统计数据来相互区分，那么它们在本体论上是相同的。在本文中，我们介绍了一个框架，使我们能够区分不同的非语境性假设之间的关系，在理论中的对象的本体表示之间的关系，给出了一定的关系，他们的操作表示。这个框架可以用来激发和定义一个“可能性”的类比，封装的想法，一个操作理论的元素，不能明确区分操作也不能明确区分本体论。然后，我们证明了可能性noncontextuality是等价的一个替代的概念提出的哈代。最后，我们证明了这些较弱的非上下文性假设足以证明已知的“不去”定理的替代版本，约束$ψ$ -量子力学的认知模型。
2017-04-06 quant-ph
