A Logical Formalism of Hardy-type Paradox
School of Mathematical Sciences, Beihang University（北京航空航天大学数学科学学院）
该研究针对哈迪型悖论引入统一逻辑形式主义，证明其存在与逻辑语境性等价，推广了相关场景的工作，并分析了KCBS场景中的逻辑哈迪型悖论，发现特定设置下有一种悖论，成功概率约为10.56%。
2026-07-15 quant-ph
Logical paradoxes in quantum computation
虽然量子计算机有望比经典设备产生相当大的优势，但实现这些优势的量子理论的精确特征仍不清楚。背景性--对经典物理现实概念的否定--已经成为一个有希望的假设。幻态是实现普适量子计算的关键量子资源。它们表现出标准形式的上下文，已知使概率优势，在各种计算和通信任务。强上下文性是描述具有逻辑悖论行为的系统的上下文性的极端形式。在这里，我们考虑确定性地使量子计算的特殊魔术状态。在介绍了数论技术构建奇异的量子悖论，我们提出了大类的强上下文魔术状态，使确定性的实施门从克利福德层次。这些令人惊讶的发现支持了语境资源理论的完善，强调了逻辑悖论的计算能力。
2018-06-07 cs.LO quant-ph
Pre- and post-selection paradoxes in quantum walks
单粒子量子行走的许多特性可以用经典波来模拟。然而，最近的实验表明，量子步行机上的一些时间序列的测量不承认在宏观现实理论方面的经典描述。在这里，我们扩展了这一观察，并提出了在量子漫步中导致逻辑悖论的前选择和后选择场景。这种悖论最近被证明是等价的上下文的证明，因此，我们提供了一个额外的参数的非经典的量子行走模型。非古典性主张背后的假设（包括语境性和违反宏观现实主义）也进行了讨论。
2019-05-31 quant-ph
Any theory that admits a Wigner's Friend type multi-agent paradox is logically contextual
本研究证明任何允许维格纳朋友型多智能体悖论的理论必然具有逻辑情境性，并揭示量子弗劳希格-伦纳悖论为逻辑情境性证明，同时构建了无需贝尔非局域性的新悖论。
2025-10-07 quant-ph
Algebraic paradoxes in adaptive quantum computation
University College London（伦敦大学学院）；International Iberian Nanotechnology Laboratory（伊比利亚纳米技术国际实验室）；University of Bath（巴斯大学）
该研究解决了自适应测量量子计算中代数语境性的开放问题，证明自适应$\boldsymbol{\boldsymbol{Z}_2}$线性MBQC协议计算非仿射布尔函数时会出现代数悖论，可通过上同调检测，为量子优势的代数分析提供了关键方法。
2026-07-30 cs.LO quant-ph
Contextuality, Witness of Quantum Weirdness
情境性的概念来自西蒙·科亨和恩斯特·斯佩克（1960-1967）以及约翰·贝尔（1964-1966）建立的一个定理，它无疑是量子怪异性最基本的方面之一。如果说是对经院哲学的质疑和对反事实逻辑的研究导致了斯佩克与柯亨的论证，那么正是对冯·诺依曼的“证明”的批评导致了约翰·贝尔的结果。对这个著名“证据”的误解将导致他们得出截然相反的结论。近几十年来，在量子基础和量子信息研究的背景下，这一课题取得了显著的理论进展。因此，Cabello-Severini-Winter和Acin-Fritz-Leverrier-Sainz的图形概括提出了非定域性和语境性之间的联系问题。这也是Samson Abramsky等人的层理论方法的情况，这也促使我们将语境性与某些经典逻辑悖论的逻辑结构进行比较。另一种方法，由罗伯特·斯佩肯斯（Robert Spekkens）提出，将这一概念推广到任何类型的实验程序。这种新形式的“普遍”语境性被提出来作为非古典性的标准，即怪异性的标准。它特别导致识别涉及后选择和弱测量的奇怪量子悖论的性质。在Kochen-Specker定理发表50周年之际，本报告旨在介绍法国科学界鲜为人知的这些结果，并对量子物理学的奇异性进行研究。
2018-01-29 quant-ph
Contextuality, Pigeonholes, Cheshire Cats, Mean Kings, and Weak Values
Kochen-Specker（KS）定理，前后选择（PPS）悖论，和异常弱值之间的结构连接进行了详细的探讨。所有的PPS悖论，如3盒悖论、量子柴郡猫和量子鸽子洞原理，都构建了一种特殊类型的本体模型，为系统的每个可观测值（独立于上下文）分配一个特征值，使得这些分配与PPS一致。它表明，这样的本体模型必须明确上下文的KS定理的意义上，否则意味着要么限制自由随机选择或明确的追溯行为。我们称这种模型为PPS-上下文。每个悖论的结构总是这样的，有相互交换的观察违反产品规则或求和规则，当本体模型扩展到包括在实验过程中没有测量的观察特定的上下文。这些悖论是反事实的，因为它们不是直接观察到的，也因为在实际实验中投影测量总是遵守乘积和规则。它表明，通过采用一种替代的本体模型，其中所有的隐变量是弱值（这并不总是特征值，但服从求和规则的定义），相同的上下文，提出了原来的悖论也必须包含异常弱值的可观测量。这些异常的弱值不是反事实的，因为它们可以通过对相同的预选择状态和后选择状态的系综进行弱测量来探测，从而可以通过实验观察到KS上下文的局部签名。一个系统的所有可观测值的弱值原则上可以在实验过程中测量，使得该模型成为描述PPS上下文本体论的现实元素的有希望的候选者。'
2015-09-14 quant-ph
Greenberger-Horne-Zeilinger paradoxes from qudit graph states
揭示量子非定域性的一个有趣的方法是格林伯格、霍恩和蔡林格（Greenberger，Horne，and Zeilinger，GHZ）提出的全对无检验，即GHZ悖论。到目前为止，真正的多体和多级GHZ佯谬只存在于包含奇数粒子的系统中。在这里，我们将构造GHZ悖论的任意数量（大于3）的粒子的量子图状态的帮助下，一种特殊的图，称为GHZ图。基于GHZ图的GHZ佯谬，我们导出了一个贝尔不等式和一个Kochen-Specker不等式，其中每个观测者有两个$d$ -结果观测量，其最大违反由相应的图态获得，而Kochen-Specker不等式以状态无关的方式检验量子上下文性.
2013-03-20 quant-ph
Non-locality, contextuality and valuation algebras: a general theory of disagreement
我们建立了一个强有力的联系之间的两个显然无关的主题：研究冲突的信息在正式框架的估值代数，和现象的非局部性和上下文。特别是，我们表明，量子理论的这些特殊功能在数学上等价于信息源之间的\emph{disagreement}的一般概念。这一结果极大地概括了先前观察到的上下文，关系数据库，约束满足问题和逻辑悖论之间的联系，并进一步证明了上下文行为并不局限于量子物理学的现象，而是渗透到数学和计算机科学的各个领域。这种连接允许将定理、方法和算法从一个领域翻译到另一个领域，并为应用通用推理算法研究上下文铺平了道路。
2019-11-08 quant-ph
Hardy's Paradox for Yu-Oh Set Constructed by Logically Contextual Quantum States
School of Mathematical Scieneces, Beihang University（北京航空航天大学数学科学学院）
本文基于 Yu-Oh 集构造 Hardy's paradox，通过逻辑上下文纯态系统枚举并证明混合态不具有逻辑上下文性，进一步构建了 12 个成功概率为 11.1% 的 Hardy's paradox。
2026-03-13 quant-ph
Coherence as a resource for $N$-box and quantum pigeonhole paradoxes
INL – International Iberian Nanotechnology Laboratory（国际伊比利亚纳米技术实验室）；Institute of Theoretical Physics, Ulm University（乌尔姆大学理论物理研究所）；Center for Integrated Quantum Science and Technology (IQST)（集成量子科学与技术中心）；Instituto de Física, Universidade Federal Fluminense（弗鲁米嫩塞联邦大学物理研究所）
研究涉及混合预选择和后选择状态的非逻辑PPS场景，以N盒和量子鸽巢悖论为例，通过证明悖论与单个特定算符的弱值异常及相干性的关联来分析，阐明非经典性概念作用及与经典解释的偏差。
2026-07-28 quant-ph
A refined Frauchiger--Renner paradox based on strong contextuality
University of York（约克大学）；INL – International Iberian Nanotechnology Laboratory（伊比利亚纳米技术国际实验室）
本文通过识别逻辑语境性（Hardy 型）是 Frauchiger-Renner 悖论的关键要素，并基于强语境性的 GHZ-Mermin 场景提出了一个更强的悖论（GHZ-FR 悖论），该悖论无需后选择或量子建模观察者的推理。
2026-05-16 quant-ph
Contextuality, Cohomology and Paradox
上下文性是量子力学的一个重要特征，它为量子信息和计算提供了重要的非经典资源。Abramsky和Brandenburger使用层理论对量子理论中的上下文性进行了一般性处理[New Journal of Physics 13（2011）113036]。然而，在其他领域也发现了上下文现象，例如数据库理论。在本文中，我们将发展这种统一的语境观。我们提供了两个主要的贡献：首先，我们揭示了显着的上下文和逻辑悖论之间的连接;其次，我们表明，一类重要的上下文参数具有拓扑起源。更具体地说，我们表明，“全对无”的上下文证明是见证了同调障碍。
2017-03-05 cs.LO math.AT quant-ph
Contrary Inferences for Classical Histories within the Consistent Histories Formulation of Quantum Theory
本文通过分析无限方井中球的到达时间问题，展示在一致历史框架下，不同一致集合导致矛盾推断，揭示准经典极限中上下文性悖论的持续存在。
2025-12-02 quant-ph
Approaches to causality and multi-agent paradoxes in non-classical theories
本论文报告了量子和后量子理论中因果关系和多主体逻辑悖论分析的进展。这些研究领域与物理学的基础以及量子技术的发展高度相关。在第一部分，专注于因果关系，我们开发的技术，使用广义熵来分析经典和非经典因果结构之间的区别。我们得到新的性质的Tsallis熵的系统，遵循相关的因果结构，并应用这些获得新的必要的约束，经典的三角因果结构。通过使用后选择技术补充该方法，我们提供了证据，证明香农和察利斯熵约束不足以检测具有非二元结果的贝尔场景中的非经典性。这表明需要更好的方法来描述非经典因果结构中的相关性。此外，我们调查因果关系和时空之间的关系，通过开发一个框架，在非经典理论中的循环和微调的影响建模。我们推导出这样的因果模型是兼容的时空结构和排除操作检测因果循环的必要和充分条件。特别是，这为分析后量子理论提供了一个可操作的框架，允许干扰非局域相关性。在第二部分中，我们研究多智能体逻辑悖论，如Frauchiger-Renner悖论，并开发了一个框架，用于分析任意物理理论中的悖论。将此应用于后量子理论的盒子世界，我们得到了一个不依赖于后选择的更强的悖论。我们的研究结果表明，代理人的记忆的可逆演变是不必要的派生多代理悖论，和某些形式的上下文可能。
2021-02-04 quant-ph
Detectability, Invasiveness and the Quantum Three Box Paradox
当在实际执行的两个测量之间对可能已经执行的不同测量进行反事实推断时，会发生量子预选择和后选择（PPS）悖论。三盒悖论是这种悖论的范例，其中一个球被放在三个盒子中的一个盒子里，并推断它肯定会在盒子1和盒子2中被发现，如果盒子1和盒子2中的任何一个被自己打开。在PPS悖论中，究竟什么是危险的，这一点还不清楚，人们提出了一些经典的模型，这些模型被认为是模仿了问题的基本特征。我们表明，经典和量子选择前和选择后效应之间的本质区别在于，对于量子PPS悖论的发生，如果进行干预测量，则需要具有侵入性但不可检测。甚至对于空结果测量也需要这种侵入性。虽然一些准经典的特征（如非语境性和宏观现实主义）与PPS悖论兼容，但似乎没有完全经典的三箱悖论模型是可能的。
2012-07-12 quant-ph
Graph-theoretic strengths of contextuality
Cabello-Severini-Winter和Abramsky-Hardy（建立在Abramsky-Brandenburger的框架上）都使用非常不同的数学技术为非常一般的实验场景提供了贝尔和上下文不等式。我们回顾这两种方法，仔细地详细说明它们之间的联系，并给出简单的，图论的方法，找到不平等的非局部性和上下文的证明，并找到表现出较强的非局部性和/或上下文的状态。最后，我们将这些方法应用到稳定器量子力学中的具体例子中，这些例子与理解作为量子计算资源的上下文有关。
2017-03-27 quant-ph
Quantum nonlocality via local contextuality with qubit-qubit entanglement
量子非定域性可以在具有$d > 2$的量子纠缠系统中通过“局部上下文”来揭示，也就是说，通过违反包含允许局部描述的爱丽丝-鲍勃相关性和允许局部（但上下文）描述的爱丽丝-爱丽丝相关性（在爱丽丝子系统上的测量序列之间）的不等式。理解纠缠和局域上下文各自作用的一个基本问题是，当双方只有量子比特-量子比特纠缠时，是否存在通过局域上下文的非定域性。在此，我们对这个问题给予肯定的回答。这一结果进一步阐明了语境性与非定域性之间的联系，并为在实际实验中通过局域语境性观察非定域性打开了大门。
2016-04-30 quant-ph
The logic of contextuality
背景性是量子非经典性的一个关键特征，它在使量子优势能够用于广泛的信息处理和计算任务方面发挥着核心作用。我们研究逻辑的上下文从结构的角度来看，在设置部分布尔代数介绍了Kochen和斯派克在他们的开创性工作。这些与传统的量子逻辑形成对比，比如伯克霍夫和冯·诺依曼的合取和析取运算是部分的，只在它们有物理意义的领域中定义。我们研究这种设置如何与当前的工作上下文，如层理论和图论的方法。本文给出了一种推广部分布尔代数上可测性关系的一般自由构造，即二元逻辑运算的定义域。这种结构有着惊人的广泛用途。我们将其应用于一些问题的研究，包括：-建立上下文文献中研究的抽象测量场景与部分布尔代数的设置之间的联系;- 在这种情况下制定各种上下文属性，包括概率上下文以及由Kochen-Specker悖论给出的上下文的强的、状态独立的概念，它们是由部分布尔代数验证的逻辑上矛盾的陈述，特别是那些由量子力学产生的陈述;- 研究逻辑排他性原则，以及它与概率排他性原则的关系，概率排他性原则在最近的上下文研究中被广泛研究，作为接近量子可实现相关性的一步;- 开展一些工作，对希尔伯特空间张量积的逻辑表示，使用逻辑排他性来捕捉它的一些显着的量子特征。
2020-11-05 cs.LO math.LO quant-ph
L'argument Einstein Podolsky Rosen (EPR) : Paradoxe, Alternative, Demonstration
EPR（爱因斯坦，波多尔斯基，罗森）的论点和薛定谔猫悖论的关系，现代量子光学和原子物理学和退相干的概念重新审视。这表明，50年前提出的问题仍然是我们今天理解量子物理的核心。
2003-08-29 quant-ph
The Logos Categorical Approach to Quantum Mechanics: I. Kochen-Specker Contextuality and Global Intensive Valuations
在本文中，我们提出了一个新的分类方法，试图提供一个原始的理解质量管理。我们的逻各斯分类方法试图把量子形式主义的主要特征作为发展一种解释理论真正在谈论什么的概念表示的立场，而不是作为需要绕过的问题，以便恢复对存在的经典“常识”的理解。特别是，我们讨论了一个解决方案，Kochen-Specker上下文通过推广的意义的整体估值。这个想法已经解决了所谓的拓扑方法质量管理-最初提出的Isham，巴特菲尔德和D在筛值估值方面。理性的方法，以质量管理提出了一个不同的解决方案，在概念的密集评价。这种新的解决方案强调了对量子形式主义的本体论（而不是认识论）解读，以及恢复对量子物理实在的客观（而不是经典）概念表征和理解的必要性。
2018-01-01 quant-ph
Characterizing high-dimensional quantum contextuality
本文提出系统可靠的方法来验证概率分布是否源自固定维度量子系统并计算非语境性不等式的有限维违背，揭示了有限维量子语境性的非凸结构。
2024-03-17 quant-ph
How contextuality and antidistinguishability are related
Centre for Engineered Quantum Systems, School of Physics, University of Sydney（悉尼大学物理学院工程量子系统中心）；Sydney Quantum Academy（悉尼量子学院）
本文探讨了情境性与不可区分性之间的关系，将两者视为资源，证明情境性程度与不可区分性水平直接相关。
2026-03-03 quant-ph
All fundamental non-contextuality inequalities are unique
情境性是捕捉量子理论的非经典性的一种方式。一个理论的上下文性质经常通过违反非上下文不等式-涉及测量事件概率的某些线性不等式来证明。使用排他性图方法（用于研究情境性的两种主要图论方法之一），示出了[PRA 88，032104（2013）; Annals of mathematics，51-299（2006）]，见证情境性的必要和充分条件是存在奇数个事件（大于三个），其是循环或反循环排他性的。因此，其基础排他性结构如所述的非上下文性不等式，无论是循环的还是反循环的，都是量子理论的基础。我们证明了每个非平凡圈和反圈都存在唯一的非上下文不等式。除了基本的兴趣，我们希望这有助于理解上下文作为量子计算的资源及其在本地自测试中的应用。
2019-12-22 quant-ph
Contextuality and inductive bias in quantum machine learning
本文通过引入机器学习中的语境性框架，将操作等价性与模型编码线性守恒量的能力联系起来，证明语境性模型类比非语境性模型更具表达性，并构造量子学习模型在零和博弈玩具问题上优于经典替代模型。
2023-04-18 quant-ph
Bounding quantum contextuality with lack of third-order intereference
最近提出了许多简单的原则，可以解释在非定域性和上下文实验中可能的实验概率集的量子限制。然而，这些原则之间的影响是已知的。这里它表明，缺乏不可约的三阶干扰，（一旦我们考虑了$n$ -sit实验中狭缝对之间的干涉，就没有概率干涉是不可解释的这一思想的概括）意味着被称为E原理或一致排他性的原理（即，如果一组实验结果中的每一对在某种度量上都是唯一的选择，则它们的概率与存在其中它们都是排他性的进一步测量一致）。这是迈向量子非定域性和上下文性的更统一理解的一步，这有望从最小的、容易掌握的假设中推导出重要的结果。作为一个示例，该结果意味着缺少三阶干扰将CHSH-贝尔不等式的违背限制为2.883。
2015-05-01 quant-ph
Exploring the boundary of quantum correlations with a time-domain optical processor
本文推导出语境覆盖数为3且达到量子理论下界的GHZ型悖论，并通过时域光纤光学平台在37维装置中成功演示，为利用时分复用光学系统探索高维量子关联铺平了道路。
2025-01-29 physics.optics quant-ph
Entangling Disciplines: Causality, Entropy and Time-Travel Paradoxes on a Quantum Computer
本文探讨将量子计算与基础物理（相对论、热力学）结合，通过可运行的量子电路实验，促进学习者对物理原理和量子计算的双向理解。
2025-06-18 quant-ph
Macroscopic non-contextuality as a principle for Almost Quantum Correlations
量子力学只允许贝尔型量子非定域性实验的某些实验结果（或“概率模型”）。从简单的物理学或信息论原理推导出这一集合，将代表我们在理解量子力学方面向前迈出的重要一步，近年来，这个问题已经得到了深入的研究。“宏观定域性”要求在大量试验的限制下恢复定域性，这是文献中讨论的几个原则之一，这些原则对量子概率模型的集合进行了限制。对于更一般的量子情境实验的概率模型，也可以提出类似的问题。在这里，我们使用Acín，Fritz，Leverrier和Sainz的超图方法[Comm. Math. Phys. 334（2），533-628（2015）]将宏观定域性原理扩展到这个更一般的设置，它提供了一个框架，以统一的方式研究非定域性和上下文性现象。我们发现，我们的宏观非上下文原理所允许的概率模型的集合等价于在此形式主义中的一个重要的和先前研究过的集合，该集合略大于量子集合。在贝尔情景的特殊情况下，这个集合等价于“几乎量子”模型的集合，这是特别感兴趣的，因为后者最近被证明满足已经提出的约束量子概率模型的所有原则，除了一个之外，没有被任何一个（甚至是它们的结合）暗示。我们的条件是从一个简单的物理原理对几乎量子集的第一个刻画。
2015-09-21 quant-ph
Contextuality, decoherence and quantum trajectories
在这里，我们通过一个简单的简化的量子轨道模型，试图模拟多维的，系统加环境的玻姆轨道到简化系统的子空间上的投影的行为，分析量子上下文和退相干之间的关系与物质粒子的干涉实验。这个模型使我们能够理解交叉的子系统轨迹的干扰淬火和擦除的组合效果的“哪条路”的信息，这可以是实用的解释退相干效应在多维系统中，充分的Bohmian治疗变得禁止计算。
2009-08-24 physics.chem-ph quant-ph
Contextuality and Indistinguishability
众所周知，在量子力学中，我们不能总是一致地定义与上下文无关的性质。存在许多方法来描述上下文属性，例如默认上下文性（CbD）、层理论、拓扑理论以及非标准或有符号概率。在本文中，我们提出了一个特定于量子力学的上下文属性的处理，因为它依赖于上下文和不可解释性之间的关系。特别是，我们提出，如果我们假设量子粒子或性质可以是不可区分的，但不同的本体论命题，没有矛盾所产生的Kochen-Specker类型的论点出现：当我们重复一个实验，我们在现实中执行的实验测量的性质是不可区分的第一个，但不相同。我们将讨论这一举动的后果如何帮助我们理解量子上下文。
2017-07-14 physics.hist-ph quant-ph
Does ignorance of the whole imply ignorance of the parts? - Large violations of non-contextuality in quantum theory
我们理解物理世界的一个中心问题是，我们对整体的知识如何与我们对个体部分的知识相关联。这个问题的一个方面是：对一个整体的无知在多大程度上排除了对它的至少一个部分的知识？纯粹依靠古典直觉，人们肯定会倾向于推测，如果对整体的至少一个部分没有显著的无知，那么对整体的强烈无知就不可能出现。事实上，我们证明了这种推理在任何非上下文隐变量模型（NC-HV）中都成立。然而，奇怪的是，这样一个猜想是量子理论中的\emph{false}：我们提供了一个明确的例子，其中对整体的大量无知可以与对它的每个部分的几乎完美的知识共存。更具体地说，我们提供了一个简单的信息论不等式，该不等式在任何NC-HV中都得到满足，但该不等式可能被量子力学违反\emph{arbitrarily}。我们的不等式对量子密码学有着有趣的影响。
2011-05-04 quant-ph
Contextuality-by-Default description of Bell tests: Contextuality as the rule not as an exception
上下文和纠缠是量子计算和量子信息的宝贵资源。贝尔不等式用于证明纠缠;因此，重要的是要了解为什么以及如何违反它们。量子力学和行为科学告诉我们，测量相同内容（同一个“是”或“否”问题的答案）的随机变量，如果与其他随机变量一起测量，可能会有所不同。Alice和Bob的原始数据证实了爱因斯坦的非信号传递，但设置依赖的实验协议用于创建远距离结果的耦合对的样本并估计相关性。使用这些最终样本估计的边际期望值取决于遥远的环境。因此，在贝尔测试中测量的随机变量的系统是不一致的连接，它应该使用上下文默认的方法进行分析，这是本文中第一次做。违反贝尔不等式和不一致的连通性可以解释使用上下文局部因果概率模型，其中设置因变量描述测量仪器被正确地纳入。我们证明了这个模型并不限制实验者的选择自由，而选择自由是科学的前提。背景似乎是规则，而不是例外;因此，应该仔细测试。
2021-08-27 physics.hist-ph quant-ph
Physics within a quantum reference frame
我们研究量子参考系的物理。具体来说，我们研究了几个简单的情况下，涉及少量的量子粒子，从而我们促进这些粒子的量子观察者的角色，并问什么是该系统的其余部分的描述，因为看到这个观察者？我们通过提出一些明显的悖论来突出这些问题的有趣方面。通过解开这些悖论，我们可以更好地理解量子参考系的物理学。
2011-08-23 quant-ph
Experimental Test of Contextuality based on State Discrimination with a Single Qubit
探索超越任何经典模型预测的量子现象对于理解自然的经典和量子描述的边界具有根本的重要性。作为量子系统区别于经典系统的一个典型性质，上下文性已经在至少由三个能级组成的系统中得到了广泛的研究和实验验证。在这里，我们通过对单个$^{171}$ Yb $^+$离子实施最小错误状态鉴别，将上下文性的实验测试范围扩展到只有两个状态（量子比特）的最小量子系统。我们观察到一个不去的不平等的实质性违反假设非上下文，并坚定地得出结论，国家歧视的测量结果不能与任何非上下文的描述。我们还量化了状态歧视的上下文优势和对量子噪声的容忍度。
2022-06-22 physics.atom-ph quant-ph
Unscrambling the Omelette of Quantum Contextuality (PART 1): Preexistent Properties or Measurement Outcomes?
在本文中，我们试图分析量子语境的物理和哲学意义。我们将论证，在基础文献中存在着一种普遍的混乱，这种混乱是由于对量子语境的两种不同含义的不适当的“混乱”而引起的。第一种是玻尔提出的语境性的认识论解释，强调语境的不相容性，（或互补性）的某些测量情况下描述的经典条款;语境性的第二层含义与Kochen-Specker（KS）所揭示的对语境性的纯粹形式上的理解有关定理，而不是集中在正统的量子形式主义的约束，以解释投影算子作为预先存在的或实际的（定值）属性。我们将展示这两个概念如何被打乱在一起，创造了一个“上下文煎蛋饼”，它通过KS定理的一个流行的“认识论解释”得到了广泛的传播：当与B或C一起测量时，可观察A的测量结果必然会在[A，B] = [A，C] = 0和[B，C] /= 0的情况下不同。我们将说明为什么这种说法不仅是不适当的混乱认识和形式的观点，但也是物理和哲学上没有意义的。最后，我们分析的后果，这种广泛的认知阅读KS定理相关的统计报表的测量结果。
2017-10-18 physics.hist-ph quant-ph
Sheaf-Theoretic Methods in Quantum Mechanics and Quantum Information Theory
在这篇论文中，我们使用层理论的语言，以便更深入地理解量子物理和经典物理之间的一些基本差异，如纠缠，上下文和非定域性。我们首先介绍，基于工作的Abramsky和Brandenburger，如何层，定义在某些偏序集的物理意义的背景下，给出了一个自然的设置捕捉和分析重要的量子力学现象，如量子非局域性和上下文。我们还描述了这种设置如何自然地导致一个三级层次的量子上下文：弱上下文，逻辑非局部性和强上下文。我们使用这些见解，以分类某些多体纠缠态。几乎所有这些都至少在逻辑上是非本地的，其中一些甚至是强上下文的。我们进一步扩展了这个结果，证明了所有的n-量子比特纠缠态，除了单量子比特和二分最大纠缠态的张量积，在逻辑上是非局域的。我们的证明是建设性的：给定任何n-量子比特的状态，我们提出了一个算法，产生n+2个本地观测见证其逻辑非局部性。在论文的后半部分，我们使用相同的基本原则层定义在物理上有意义的背景下，为了提出一个优雅的数学语言，已知的名称下的拓扑方法，其中许多量子力学的概念，如状态，可观的，和命题，这些，可以表达。然后，我们表明，语言的拓扑方法是至少表达，在逻辑方面，作为传统的量子逻辑。最后，从一个拓扑理论的角度来看，我们开发的上下文熵的建设，以提供一个统一的治疗经典和量子概念的信息理论熵。
2015-10-09 quant-ph
States Violating Both Locality and Noncontextuality Inequalities in Quantum Theory
本研究证明存在无穷多场景可同时违反CHSH定域性不等式与奇数可观测量非语境性不等式，并发现某些态同时违反KCBS不等式和另一非定域性不等式，挑战了单配关系。
2025-07-09 quant-ph
The basic paradoxes of statistical classical physics and the quantum mechanics
统计经典力学和量子力学是发展和众所周知的理论，代表了现代物理学的基础。这两个理论是众所周知的，并已得到很好的研究。由于这些理论包含了许多悖论，许多科学家怀疑它们的内在联系。然而，这些悖论可以在现有物理学的框架内解决，而无需引入新的定律。为了使没有经验的读者能够清楚地了解本文，我们在本文中包括了统计物理和量子力学的某些必要的基本概念，而没有使用公式。精确的公式和解释包括在附录中。正文辅以插图，以增强对论文的理解。热力学和量子力学背后的悖论也进行了讨论。提出了解决这些悖论的途径。第一种方法依赖于外部观察者（环境）的影响，这会破坏系统中的相关性。第二种方法是基于系统的自我知识的限制的情况下，其中外部观察者和环境中所考虑的系统。介绍了可观测动态、理想动态和不可预测动态的概念。从这些动力学的角度考虑复杂（活）系统的现象。
2013-11-10 physics.gen-ph quant-ph
The Dirac sea of phase: Unifying phase paradoxes and Talbot revivals in multimode waveguides
Instituto Nacional de Astrofísica Óptica y Electrónica（墨西哥国家光学与电子天体物理研究所）
本文提出一种基于相的狄拉克海框架，用于统一多模波导中相悖论与塔尔博复兴现象，提供了一种分析和设计多模干涉器件的工具。
2026-03-09 quant-ph
Hilbert Space Quantum Mechanics is Contextual (Reply to R. B. Griffiths)
在最近的一篇论文中，Griffiths [38]基于相容历史解释论证了希尔伯特空间量子力学（QM）是非语境的。根据格里菲思的观点，如果仪器是“由一个有能力的实验者设计和操作的”，并且我们接受单一框架规则（SFR），那么语境性的问题就消失了。我们将从表象实在论的立场来论证，由于格里菲思对量子上下文的含义及其与物理实在和测量的关系提供了误导性的理解，因此结论是不正确的。我们将讨论如何在海森堡和玻尔创造的“客观-主观煎蛋饼”的相当普遍的不理解的上下文有其根源。我们认为，为了解读煎蛋卷，我们需要解开，首先，从朴素的现实主义，表象现实主义，其次，本体论从认识论，第三，不同的解释问题质量管理。在这方面，我们将分析什么应该被认为是有意义的物理陈述（MPS）在一个理论，并会认为，反事实推理（CR）-格里菲斯认为是“棘手的”-必须接受作为一个必要条件的任何代表现实主义解释QM。最后，我们从代表现实主义的角度讨论了什么应该被视为质量管理中的问题（以及什么不应该）。
2016-02-17 quant-ph
Understanding Time and Causality is the Key to Understanding Quantum Mechanics
一个新的量子力学解释，类似于哥本哈根解释，是从时间对称性的论点和普遍持有的原则，关于时间和因果关系。这些原理基于量子力学之外的思想，表明量子力学的奇怪特征和悖论来自于反向因果关系，即未来的事件可以改变过去。使用这些原则，本文给出了一个更好的理解（和原因）定态，隧穿，波粒二象性，测量问题与崩溃的状态矢量，哈代悖论，非局域性，和EPR悖论。这些只是一些成功的解释，该模型将与其他流行的和/或最近的解释。不幸的是，这个模型是形而上学的，没有任何预测能力。
2003-10-21 quant-ph
Inaccessible information in probabilistic models of quantum systems, non-contextuality inequalities and noise thresholds for contextuality
（噪声）量子系统的经典概率模型不仅与理解量子力学的非经典特征相关，而且对于确定将量子资源用于信息处理任务的可能优势也很有用。这些模型的一个共同特征是存在不可访问的信息，正如准备情境性的概念所捕获的那样：存在由相同密度算符描述的量子态的集合，因此在操作上无法区分，然而在任何概率（本体论）模型中，它们应该由不同的概率分布描述。在这项工作中，我们量化的不可访问的信息的模型中的概率分布与任何一对合奏相同的密度算子，量化的总变化距离的概率分布的最大可扩展性。我们得到了一个家庭的下限在这个最大的可测量的实验量。在理想量子位的情况下，这导致大约0.07的下限。这些界限也可以被解释为一类新的鲁棒制备非上下文不等式。我们的非上下文性不等式是用一般运算理论的最大相对熵和迹距离的推广来表述的，这可能是独立的兴趣。在足够强的噪声下，任何量子系统都变得非上下文准备，即，可以用零不可访问信息的模型来描述。使用我们的非上下文不等式，我们表明，只有当噪声通道的平均门保真度小于或等于1/D（1+1/2+.+）时，才可能发生这种情况。1/D），其中D是希尔伯特空间的维数。
2020-03-12 math-ph math.MP physics.data-an
The Interplay between Quantum Contextuality and Wigner Negativity
量子信息在技术上的应用有望取代现在使用的所谓经典设备。了解哪些特性本质上是非经典的，对于达到优于经典的性能至关重要。本论文主要研究两种非经典行为：量子上下文性和维格纳负性。前者是一个取代量子系统可以表现出的非定域性的概念。到目前为止，它主要是在离散变量的情况下进行研究。在这些情况下，背景已被证明是必要的，并足以在某些情况下的优势。另一方面，维格纳函数的负性是量子态的另一个令人不安的非经典特征，它起源于连续变量量子光学中的相空间表述。连续变量方案为实现量子计算提供了有希望的候选方案。维格纳负性是连续变量量子加速的必要资源。然而，在连续变量情景中，语境性的理解和研究却很少。首先，我们提出了一个强大的框架，妥善处理连续变量的上下文。我们还量化的上下文在这样的情况下，通过使用无限维优化理论的工具。在此基础上，我们表明，维格纳负性是等效于连续变量的上下文相对于泡利测量，从而建立一个连续变量模拟的一个著名的结果由霍华德等人。然后，我们引入实验友好的证人维格纳负性的单模和多模量子态，与福克态的基础上，再次使用工具从无限维优化理论。我们进一步扩展了以前已知的离散变量的结果链接到一个新的信息检索领域的上下文和优势的范围。
2022-04-19 math-ph math.MP math.OC
The Finite Geometry of Breaking Quantum Secrets
Budapest University of Technology and Economics（布达佩斯技术与经济大学）；Slovak Academy of Sciences（斯洛伐克科学院）
通过有限几何框架研究量子秘密共享和情境性，推导出$(3,5)$和$(4,7)$阈值方案的秘密破译协议。
2026-02-13 quant-ph
Simple explanation of the quantum limits of genuine $n$-body nonlocality
量子$n$ -体关联不能用$(n-1)$ -体非定域性来解释.然而，这种真正的$n$体非定域性不能超过一定的界限。在这里，我们解决的问题，确定负责这些界限的原则。我们表明，对于任何$n \ge 2$，排他性的原则，从公理推导出的尖锐的测量，和一个技术性的假设给出了确切的界限预测的量子理论。这提供了一个统一的解释的边界的单体上下文和$n$体非定域性，并连接两个程序走向理解量子理论。
2015-06-05 quant-ph
Exploring Cognitive Paradoxes in Video Games: A Quantum Mechanical Perspective
Artificial Intelligence and Cyber Futures Institute, Charles Sturt University（查尔斯斯特大学人工智能与网络未来研究所）；The Alan Turing Institute（阿兰·图灵研究所）；The University of Sydney Business School（悉尼大学商学院）
本文提出量子力学模型，结合电子游戏实验，解释风险决策与知觉反转，优于传统方法，并类比量子隧穿与眨眼，展现解释视错觉的潜力。
2025-03-31 cs.CV physics.bio-ph q-bio.NC
Bohmian Trajectories as the Foundation of Quantum Mechanics
玻姆轨道已被用于各种目的，包括含时薛定谔方程的数值模拟和含时波函数的可视化。我们回顾它们被发明的目的：作为量子力学的基础，即，用一种没有悖论的理论来解释量子力学，并允许像经典力学一样清晰的理解。事实上，他们成功地服务于这一目的的背景下，一个理论称为玻姆力学，这篇文章是一个介绍。
2009-12-14 quant-ph
The geometry of simplicial distributions on suspension scenarios
本文利用拓扑方法研究单纯分布的几何结构，通过锥与悬垂构造刻画上下文性，并推导新型贝尔不等式及解释文献中的上下文顶点。
2024-12-14 math.AT quant-ph
On the rank of two-dimensional simplicial distributions
本文针对二维测量空间上的扭曲单纯分布提出秩公式，并系统描述极值分布，以推进量子情境性研究。
2023-12-25 math.AT math.CO quant-ph
A new approach towards quantum foundation and some consequences
本文提出基于7条公设的通用理论，推导量子理论常规形式体系，可解释薛定谔的猫悖论、Bohm版EPR实验等结果，还提及与相对论及量子场论的关联。
2025-02-11 quant-ph
