Copycat process in the early stages of einselection
本文研究了量子系统在退相干早期、einselection完成前的模仿过程,提供了短时间解析解,分析了二次与线性演化特征,并与数值结果进行了比较。
2023-05-31 quant-ph
Interaction-Endowed PT-Symmetry and its Effects on Decoherence, Einselection, and Non-Markovianity in a Central Spin Model
Mapúa University(马普阿大学);Pohang University of Science and Technology(韩国科学技术院)
研究在中心自旋模型中引入PT对称性,通过伪厄密形式和戴森映射研究其对退相干、环境诱导退相干选择及非马尔可夫性的影响,发现γ增加时退相干减缓等现象,且BLP度量有转折点行为。
2026-07-29 cond-mat.stat-mech quant-ph
Decoherence, chaos, quantum-classical correspondence, and the algorithmic arrow of time
环境--与系统耦合的外部或内部自由度--实际上可以监控它的一些可观测量。结果,这些可观测量的本征态退相干并表现得像经典态:叠加态的连续破坏导致环境诱导的超选择(einselection)。在这里,我在量子混沌的背景下研究它(i。例如,经典混沌系统的量子动力学)。
1998-02-20 quant-ph
Einselection without pointer states
我们考虑根据冯·诺依曼方程演化的大型封闭量子系统的小子系统。在不作近似和对相互作用形式不作任何特殊假设的情况下,我们证明了:对于几乎所有的初态和几乎所有的时间,只要对应的本征态的能量差大于相互作用能,则子系统的局部哈密顿量的本征基中的密度矩阵的非对角元素一定是小的.这证明了关于局域能量本征基的退相干是弱相互作用量子系统的一个自然性质。
2010-05-21 cond-mat.stat-mech quant-ph
Adapted Caldeira-Leggett Model
本文提出一种有限希尔伯特空间中的适配Caldeira-Leggett模型,支持完全可逆幺正演化,用于数值研究退相干与环境诱导超选择,避免主方程近似限制。
2023-05-31 quant-ph
Decoherence, irreversibility and the selection by decoherence of quantum states with definite probabilities
本文研究的问题是一个内选择问题,即。e.通过退相干选择具有确定概率的互斥量子态。它的研究是基于不可逆过程的量子理论中的投影方法产生的退相干理论,该理论足够普遍,可以给出可靠的预测。这种方法导致了与只涉及波动的环境的耦合的定义(或重新定义)。微扰微积分的应用范围是广泛的,从而导致一个相当普遍的主方程。两种不同的情况下,退相干,然后发现:(一)一个“退化”的情况下(已经遇到了可解模型),其中退相干量基本上近似对角化;(二)一般情况下,einselected状态基本上是经典的。它们是混合状态。它们的密度算子与微局域投影算子(或“准投影算子”)成比例,这些算子先前在经典性质的量子表达式中引入。在不同的地方发现,我们理解退相干的主要限制是缺乏一个系统的方法来构建集体可观的。
2003-04-14 quant-ph
Quantum Statistical Mechanics. I. Decoherence, Wave Function Collapse, and the von Neumann Density Matrix
概率算符是从平衡态量子系统的第一性原理导出的。它还表明,叠加态坍缩成一个混合的状态,给出了传统的冯诺依曼跟踪形式的量子平均。坍缩的机制被发现是相当普遍的:它是由守恒定律的结果,一个保守的,可交换的变量(如能量)和纠缠的总系统波函数,必然遵循。本文讨论了这些结果与退相干的内选择机制、量子测量问题以及宏观世界的经典性质的关系。
2013-11-25 cond-mat.stat-mech quant-ph
Emergence of the Classical from within the Quantum Universe
退相干显示了量子系统的开放性--与环境的相互作用--如何抑制量子性的公然表现。Einselection解释了首选准经典指针态的出现。量子达尔文主义超越了退相干。它假定由负责退相干的监测环境获得的信息以许多副本在环境中传播,因此观察者可以访问。观察者利用环境作为交流渠道获取信息的这种间接性质,是客观经典实在从量子基底中显现出来的机制:感兴趣的系统的状态不受获取信息的主体的直接测量(因此,不受扰动)。因此,它们可以不受观察者获得的信息的影响而存在。
2021-07-07 quant-ph
Steady state thermodynamics of two qubits strongly coupled to bosonic environments
当一个量子系统处于热环境中时,我们通常假设系统弛豫到吉布斯态,在吉布斯态中,系统的能量本征基发生退相干。然而,当系统与环境之间的耦合很强时,由于环境诱导的退相干,定态不一定是吉布斯态,这可以解释为环境的连续测量。基于Zurek提出的einselection,我们假设由于连续测量,Gibbs态被投影到指针基上。我们证明命题的精确数值模拟耦合量子比特与玻色子气体相互作用。此外,我们还证明了在强耦合极限下,非平衡稳态的热传导也可以被环境诱导的退相干所抑制。
2019-08-09 quant-ph
Quantum security and theory of decoherence
本文概述了量子信息研究中两个重要而又相互独立的领域,即量子退相干和量子密码学之间的关系。我们在这里调查如何屏蔽实验室的标准加密假设,说明由安全的量子设备生成的数据保持私有,除非明确公布,是由量子达尔文主义的einselection机制解释的测量过程与外部环境的相互作用。我们用一个典型的例子来说明这个想法,这个例子是一个量子随机数发生器被一个类似的Van Eck phreaking所破坏。特别是,我们推导出窃听者的猜测概率$P_{guess}$和集体退相干因子$Γ$的简单形式$P_{guess} + Γ\geq 1$之间的权衡关系。
2022-05-25 cs.CR quant-ph
Sub-Planck spots of Schroedinger cats and quantum decoherence
海森堡原理$^1$指出,位置和动量的不确定性的乘积不应小于普朗克常数$\hbar$。这通常被认为意味着与次普朗克($\ll \hbar$)尺度相关的相空间结构不存在,或者至少它们无关紧要。我表明,这种根深蒂固的偏见是错误的:非本地的“薛定谔猫”量子系统的状态局限于相空间体积的“经典行动”$A \gg \hbar$发展斑点结构的规模对应于次普朗克$a = \hbar^2 / A \ll \hbar$。这种结构在经典混沌系统的量子版本中出现得特别快(例如气体,用分子的混沌散射来模拟),它们被对扰动的指数敏感性的量子表现$^2$驱动成非定域薛定谔猫式叠加。最重要的是,这些次普朗克尺度在物理上是重要的:$a$决定了量子系统(或量子环境)对微扰的敏感度。因此,次普朗克$a$控制了由环境$^{3-8}$引起的退相干和反选择的有效性。它也可能是相关的设置限制的灵敏度薛定谔猫用作探测器。
2002-01-25 quant-ph
Decoherence, measurement and interpretation of quantum mechanics
根据量子力学的模态-哈密顿解释(MHI),封闭系统的哈密顿量定义了它的定值观测量的集合。这个定义似乎与开放系统环境诱导退相干(EID)所选择的指针基不相容。在本文中,我们认为,退相干可以理解从一个封闭的系统的角度来看,(一)表明,MHI和EID之间的不兼容性是显而易见的,(ii)解决了某些概念的挑战,EID程序仍然要面对的。
2009-08-27 quant-ph
Decoherence through Spin Chains: Toy Model
乍看之下,薛定谔方程对封闭量子系统动力学的描述似乎与描述开放量子系统的林德布拉德方程不相容。通过分析自旋为1/2的链的封闭动力学,我们重建指数衰减后一个模型的特点。我们确定了所有必要的成分,以有效地模拟这种行为,如一个无限大的环境和耦合到系统弱相比,在浴缸中的内部耦合。
2011-08-29 quant-ph
Environment as a Witness: Selective Proliferation of Information and Emergence of Objectivity in a Quantum Universe
我们研究了在开放量子系统的退相干过程中,储存在环境中的信息所起的作用。信息的冗余传播--系统的某些可观测量可以从环境的许多不同片段中独立地"读出“--被认为是有效客观性的关键,是"经典现实”的基本组成部分。这种将环境作为观察者了解物理系统的通信渠道的关注强调了量子达尔文主义的重要性--由退相干动力学以其叠加为代价选择的“最适合状态”的信息的选择性扩散--因为冗余强制了优选的可观测量的存在。我们证明,唯一的可观的,可以留下多个印记的环境是熟悉的指针可观的环境诱导的超选择(einselection)挑选出来的可预测性。因此,许多监测环境的独立观察者将同意系统的属性,因为他们只能了解首选的可观测值。在这种操作意义上,信息的选择性传播导致了一个客观的“经典现实”从量子基质中出现。
2005-11-02 quant-ph
Types of quantum information
与经典的信息论不同,量子允许不同类型(或种类)的信息不能相互结合。区分这些不相容的类型有助于理解两个经典比特在隐形传态中的作用(或一比特在一比特隐形传态中的作用),有助于讨论信息论术语中的退相干,并有助于在量子术语中给出“经典信息”的正确定义。各种例子(一些更新的早期工作)给出的定理,涉及不同的不相容的信息,因此没有对应的经典信息论。
2007-12-22 quant-ph
Predictability sieve, pointer states, and the classicality of quantum trajectories
本文研究了受退相干影响的开放量子系统的经典态的各种度量。尽管存在退相干,经典态仍被认为是稳定的,并被认为会在环境中留下明显的印记。在这里,这些预期的特征,环境诱导的超选择(einselection)使用四种不同的标准进行量化:可预报性筛(选择产生最小熵的状态),净化时间(寻找最容易从它们对环境留下的印记中找到的状态),效率阈值(它发现可以从对环境的最小部分的测量中推断出的状态),和纯度损失时间(寻找损失其初始纯度的设定分数花费最长时间的状态)。我们表明,当指针状态--由可预测性筛选择的开放量子系统的最可预测的状态--被很好地定义时,所有四个标准都认为它们确实是最经典的状态。我们用两个例子来说明这一点:一个欠阻尼谐振子,它的相干态是所有标准一致选择的;一个经历量子布朗运动的自由粒子,它的大多数标准选择几乎相同的高斯态(尽管在这种情况下,可预测性筛不选择定义良好的指针态)。
2005-10-13 quant-ph
Quantum Theory of the Classical: Quantum Jumps, Born's Rule, and Objective Classical Reality via Quantum Darwinism
经典世界从我们宇宙的量子基底中出现是一个长期存在的难题。我描述了从量子到经典的过渡的三个见解,这些见解是基于对环境作用的认识。我首先推导出有助于定义存在的优选状态集--我们日常的经典现实。它们的出现是希尔伯特空间的幺正对称性被打破的结果,这是量子演化的幺正性遇到放大过程中固有的非线性时发生的。这种推导是在没有通常的退相干工具的情况下完成的,并解释了量子跳跃的出现和首选指针状态的出现,这些状态与通过环境诱导的超选择或einselection获得的状态一致。用这种方法得到的指针态决定了可能发生的事情--定义了事件--而不需要求助于玻恩的概率规则。因此,玻恩定则现在可以从纠缠辅助不变性或不变性--纠缠量子态的对称性--推导出来。有了概率在手,人们还可以对量子统计物理学的基础有新的认识。此外,现在可以分析负责退相干的信息流。这些信息流解释了对客观经典现实的感知是如何从量子基底中产生的:它们所代表的有效放大通过其环境中指针状态记录的冗余性--通过量子达尔文主义--解释了宏观量子系统的非选择状态的客观存在。
2018-07-05 quant-ph
Protecting a quantum state from environmental noise by an incompatible finite-time measurement
我们表明,测量有限的持续时间进行开放的两态系统可以保护初始状态的相位噪声的环境中,所测量的可观测不与扰动相互作用。当被测可观测量与环境相互作用互换时,有限持续时间的测量加速了相位噪声引起的退相干速率。对于与系统和环境之间的相互作用不相容的可观测量的测量的描述,我们已经找到了一个近似的解析表达式,在零温度和与测量设备的弱耦合下有效。我们已经测试了一个精确的数值方法的分析预测的有效性,根据superoperator分裂方法,确认系统的初始状态的保护。当系统与测量仪器之间的耦合超过解析近似的有效范围时,初始状态仍然受到有限时间测量的保护,这与精确的数值计算是一致的。
2011-07-29 quant-ph
The effect of channel decoherence on entangled coherent states: A theoretical analysis
分析了信道损耗对纠缠相干态的消相干特性的影响,并与双光子Bell态的消相干特性进行了比较。利用“形成纠缠”的概念,计算了保真度和纠缠度的退化。考虑了两种情况:(1)非对称和(2)对称噪声信道。在第一种情况下,只给出了k的下界。然而,在后一种情况下,我们得到了一个显式的并发(然后是并发)表达式,并且令人惊讶地发现,我们的结果与[\textbf{82},(2010)062325]在$α\rightarrow0$的限制下不相容。我们证明了具有足够小振幅的纠缠相干态比双光子纠缠态在这两种情况下对信道退相干的鲁棒性更强。
2013-03-20 quant-ph
Relative Facts of Relational Quantum Mechanics are Incompatible with Quantum Mechanics
本文指出关系型量子力学(RQM)中无退相干的相对事实与量子理论不相容,通过推导类似GHZ的矛盾证明RQM不满足Born规则,因此不应被视为量子理论的诠释。
2023-05-17 quant-ph
Decoherence-induced violations of Einstein equivalence principle
本文指出退相干模型与爱因斯坦等效原理在概念上是不相容的。换句话说,仅假设弱等价原理有效,本文的工作得出结论,我们面临两种可能性:(i)如果退相干模型在量子水平上提供了对自然的正确描述,那么存在违反局域位置不变性的系统;或者,(ii)如果爱因斯坦等价原理背后的所有假设都有效,即使在量子领域,那么退相干模型在弯曲时空中崩溃。最后,本文的结果与Schiff猜想相矛盾.
2001-07-09 gr-qc quant-ph
Characterising extremal decoherence by quantum measurement incompatibility
Università di Bari(巴里大学);INFN, Sezione di Bari(意大利国家核物理研究所巴里分部);Aberystwyth University(阿伯里斯特威斯大学)
研究通过量子测量不相容性表征极端退相干,利用相容性区域比较噪声通道,将框架用于退相干通道,揭示特殊退相干效应,通过刚性扩张结构使相容性区域易处理,还从联合可测量性角度对SIC特殊作用进行表征并重新表述SIC存在问题。
2026-07-24 quant-ph
Probabilities from Entanglement, Born's Rule from Envariance
我展示了概率如何出现在量子物理中,通过探索{ \it环境辅助不变性}或{ \it不变性}的影响,最近发现的纠缠量子系统所表现出的对称性。完美纠缠的“钟形”态的不变性可以用来严格证明观察者完全不知道纠缠对中任何一个成员的任何测量结果。对于更一般的状态,不变性导致玻恩规则,$p_k \propto |ψ_k|^2$用于与施密特状态相关的结果。以这种方式导出的概率是系统基本状态的客观反映--它们代表了实验上可验证的对称性,而不仅仅是观察者的主观“知识状态”。基于方差的方法进行了比较,并发现优于前量子定义的概率,包括{ \it标准定义}的基础上的“无差异原则”由于拉普拉斯,和{ \it相对频率的方法}主张冯米塞斯。不变性对量子理论解释的意义超出了玻恩定则的推导:不变性足以建立复合系统演化态矢量的优先分支的动力学独立性,从而得出{ \it环境诱导的指针态超选择(einselection)},这通常是通过呼吁退相干而得出的。玻恩概率法则的不变起源为无知(以及信息)与量子态的本质之间的关系提供了新的线索。
2005-02-07 quant-ph
The classical-quantum hybrid canonical dynamics and its difficulties with special and general relativity
本文总结了经典-量子混合正则动力学的非相对论形式,指出必需的退相干与扩散项在相对论扩展中发散,并论证若马尔可夫扩散/退相干与相对论不相容,则广义相对论后量子理论的现有难题难以解决。
2024-10-22 gr-qc quant-ph
Decoherence-Free Entropic Gravity: Model and Experimental Tests
Erik Verlinde的熵引力理论[arXiv:1001.0785]假设引力不是基本力,而是偶然出现的,作为量子引力问题的可能解决方案,引起了广泛的关注。有些人已经排除了这个理论,理由是熵力本质上是嘈杂的,因此熵引力将显示出比在超冷中子实验中观察到的更多的退相干。我们通过将作用在小物体上的线性引力建模为开放量子系统来解决这一批评。在强耦合极限下,当模型的无单位自由参数$σ$趋于无穷大时,熵主方程恢复了守恒引力。我们表明,建议的主方程是完全兼容的超冷中子的\textit{q} \textsc{Bounce}实验,只要$σ\gtrsim 250$在$90\%$的信心。此外,熵主方程预测能量增加和退相干在长时间尺度和大质量,桌面实验可以测试的现象。此外,比较熵引力的能量增加和Diósi-Penrose模型的引力诱导退相干,表明这两个理论是不相容的。这些发现支持了熵引力理论,激发了未来的实验和理论研究。
2021-07-22 gr-qc hep-th quant-ph
Protecting the entropic uncertainty lower bound in Markovian and non-Markovian environment via additional qubits
不确定原理是量子理论中的一个重要原理。基于这一原理,不可能同时预测两个不相容观测量的测量结果。不确定原理基本上是用被测可观测量的标准差来表示的。在量子信息论中,不确定原理可以用香农熵来表示。将粒子看作与被测粒子相关的量子记忆,可以改变内位不确定度的下限。我们假设量子存储器是一个开放系统。我们还选择了与公共库相互作用的$N$量子位作为量子存储器。在这项工作中,我们研究了库中附加量子比特的数量对熵不确定性下限的影响。我们得出结论,熵不确定性下限可以通过增加库中的额外量子比特的数量来保护。
2019-11-08 quant-ph
Entanglement entropy scaling transition under competing monitoring protocols
耗散通常导致量子态的退相干。相反,许多最近的提议表明,耗散也可以被定制以稳定多体纠缠量子态。虽然这些工作的重点主要是在工程的非平衡稳态,我们调查的量子轨迹纠缠的积累。具体来说,我们分析了两个不同的耗散通道之间的竞争所产生的两个不兼容的连续监测协议。第一个协议在记录量子跳跃时锁定相邻站点的相位,从而通过系统产生远程纠缠,而第二个协议通过退相机制破坏相干性。通过研究与连续监测协议相关的随机量子轨迹的解开,我们提出了平均轨迹纠缠熵的标度从临界标度到面积律行为的转变。我们的工作提供了另一种视角的测量引起的相变:测量可以被视为监测和登记量子跳跃,通过长期建立的量子光学领域提供了一个有趣的扩展这些相变。
2021-02-25 quant-ph