The Concept 'Indistinguishable'
量子理论中不可区分粒子的概念是本体论问题的基础。所有的普通物质都是由电子、质子、中子和光子组成的，它们都是难以区分的粒子。然而，这个概念本身却被证明是难以捉摸的，部分原因是量子理论普遍存在的解释上的困难，部分原因是这个概念对于普朗克在1900年发现量子本身是如此重要;它受到了革命的阻碍。我提供了一个通货紧缩的阅读概念“不可区分”，这是相同的吉布斯概念的“通用相位”，除了它是定义为状态空间只有有限多个状态的有界体积和能量（有限多正交态，在量子力学）。这一点，也仅仅是这一点，就造成了量子概念和吉布斯概念之间的差异。这个主张在几个方面是异端的，但在这里我们只考虑这个主张本身的内容，以及它与量子理论早期历史的关系，而不是与当代关于粒子不可逆性和排列对称性的争论的关系。它有力地阐明了这段历史。
2020-07-28 physics.hist-ph quant-ph
The Logic of Identity: Distinguishability and Indistinguishability in Classical and Quantum Physics
同一种类的粒子在基本意义上可能是不可区分的，甚至对传统的个体性和同一性概念提出了挑战，这种观点首先出现在经典统计力学的背景下。特别是，吉布斯悖论有时被解释为经典粒子概念不成立的标志，以及需要量子理论的预感。这种量子连接的想法顽固地存在于文献中，尽管它也经常受到批评。在这里，我们将论证，尽管这种批评是合理的，但所提出的替代解决方案往往是错误的，并没有把悖论放在正确的角度。事实上，吉布斯悖论与粒子同一性的基本问题无关;只有实用意义上的可解释性起作用（在这方面，我们发展了van Kampen的思想[10]），原则上，只要粒子的概念适用，悖论总是存在的。与此一致，我们表明，悖论生存，即使在量子力学，尽管量子力学（反）对称化假设。
2014-05-13 quant-ph
Enhanced energy transfer to an optomechanical piston from indistinguishable photons
涉及气体和活塞的思想实验，如麦克斯韦的恶魔和吉布斯的混合，是我们理解热力学的核心。在这里，我们提出了一个量子热力学的思想实验中，能量转移从两个光子气体的活塞膜的增长与光子数的平方不可区分的气体，而线性可区分的气体。这种玻色聚束的特征可以在光学机械实验中观察到，突出了这些系统在量子领域实现热力学思想实验的潜力。
2020-06-05 quant-ph
Tensor-network approach to thermalization in open quantum many-body systems
利用张量网络方法研究了热力学极限下开放不可积量子多体系统的弛豫动力学。利用一致矩阵乘积算符（MPO）作为无穷大系统的密度矩阵的变换，模拟了无穷大系统的Lindblad量子主方程（LQME）.此外，我们建立了一种方法来衡量的热力学等价性的两个状态所描述的一致的MPO。我们数值计算表明，当LQME的初始状态是一个热吉布斯态，一个时间演化的状态总是无法区分的吉布斯态与时间相关的有效温度在弱耗散和热力学极限。
2020-12-22 cond-mat.stat-mech quant-ph
One-dimensional quantum Gibbs states in constant circuit depth
Massachusetts Institute of Technology（麻省理工学院）；Max Planck Institute of Quantum Optics（马克斯·普朗克量子光学研究所）；New York University（纽约大学）；University of Basel（巴塞尔大学）
本文证明任意恒定温度下自旋链的吉布斯态可分解为有界块乘积态混合，从而可用恒定深度局域电路制备，并限制热纠缠结构，同时推广到费米子系统。
2026-09-30 cond-mat.stat-mech math-ph math.MP
Exact time-dependent solution of the Schrödinger equation, its generalization to the phase space and relation to the Gibbs distribution
本文使用最简单但最基本的例子--无限势阱问题--从思想上尝试（由严格的数学证明支持）解决“理解”量子力学过程机制的问题，尽管EPR悖论类型的例子是众所周知的。从相空间的量子力学角度分析了薛定谔方程新的精确解。相空间是通向经典物理学的桥梁，在经典物理学中，理解物理实在仍然是可能的。相空间最近在量子计算、量子信息学和通信中得到了广泛的应用。在本文中，量子系统中的能量再分配，概率波，量子系统的温度和熵以及向与时间无关的“冻结态”的转变的时间相关过程的解释是从经典物理学的角度可以理解的。材料的文件清楚地说明了解决问题的立场，连续力学，统计物理，当然，量子力学在相空间。
2021-12-30 quant-ph
Discerned and Non-Discerned Particles in Classical Mechanics and Quantum Mechanics Interpretation
我们在经典力学中引入了不可分辨粒子的概念，即相同的、不相互作用的、以相同方式制备的粒子。不可分辨的粒子对应于满足统计Hamilton-Jacobi方程的作用量和密度，并允许以简单的方式解释吉布斯悖论。另一方面，一个被识别的粒子对应于一个满足局部哈密顿-雅可比方程的特定作用。然后，我们研究了当hbar -> 0时，量子力学到经典力学的收敛性。这些结果为重新解释量子力学提供了依据。
2010-08-05 quant-ph
On the explanation for quantum statistics
经典不可区分性的概念被分析并针对一些众所周知的批评进行辩护，特别关注吉布斯悖论。假设它在经典统计力学中和在量子力学中一样熟悉，那么问题就出现了，为什么量子力学中的不可测性而非经典力学中的不可测性会迫使统计学发生变化。用简单的例子说明，答案是经典相空间上的平衡测度是连续的，而在希尔伯特空间上它是离散的。还讨论了名称的相关性，或者等价地，可以用作名称的在时间上稳定的属性。
2005-11-15 quant-ph
How Classical Particles Emerge From the Quantum World
量子力学的对称化假设（玻色子的对称性，费米子的反对称性）通常被认为是同一类型的\emph{quantum particles}（例如，电子）都处于完全相同的状态，因此在最强可能的意义上是不可区分的。这些对称化假设具有在经典极限下仍然存在的普遍有效性，因此，似乎不可避免地得出这样的结论：即使是同一种类的经典粒子也必须处于同一状态--这显然与我们对经典粒子的了解相冲突。本文分析了这一悖论的根源。我们将论证，在经典极限中，经典粒子\emph{emerge}是不符合量子力学中定义的“粒子指数”的新实体。换句话说，我们表明，量子力学对称化假设不属于\emph{particles}，因为我们知道他们从经典物理，而是指数，有一个仅仅是形式上的意义。这一结论提出了一个问题，即关于全同量子粒子地位的讨论是否从一开始就被误导了。
2010-02-12 quant-ph
Information and coherence as resources for work extraction from unknown quantum state and providing quantum advantages
Los Alamos National Laboratory（洛斯阿拉莫斯国家实验室）
研究揭示了相干性作为从未知量子态中提取功的关键资源，通过观测ergotropy分析展示了量子优势的来源。
2026-02-26 quant-ph
Comment on Statistical mechanics from quantum envariance and exchange symmetry
Department of Physics, College of Science, Sultan Qaboos University（苏丹卡布斯大学理学院物理系）
本文评论了Ojha等人关于统计力学的观点，指出其结论不成立，如约化密度矩阵有误、熵条件不满足等，通过双粒子计算显化矛盾，还指出萨哈部分问题，给出修正公式并确定不受影响的结果。
2026-07-15 quant-ph
Work and entropy of mixing in isolated quantum systems
本文在孤立非平衡系统中将混合熵定义为观测熵，解决了量子系统中的Gibbs混合悖论，并推导出基于观测温度的类Landauer界限，为确定解除混合所需能量提供了理论基础。
2025-07-07 cond-mat.quant-gas cond-mat.stat-mech quant-ph
Quantum simulation of thermodynamics in an integrated quantum photonic processor
本研究在集成量子光子处理器上实验验证了局部量子态向最大熵态（广义吉布斯系综）的收敛，并引入全局纯度认证方法，展示了非高斯态量子模拟的潜力。
2023-08-31 cond-mat.stat-mech physics.optics quant-ph
Quantum Chaos and Quantum Randomness - Paradigms of Entropy Production on the Smallest Scales
量子混沌被认为是相空间尺度范围底部的动力学系统进行信息处理的一种范例。从一个简单的回顾经典混沌熵流从微观到宏观尺度，我认为，量子混沌来作为一个不可或缺的整流，消除不一致的熵在经典混沌：自下而上的信息流需要一个取之不尽的熵生产和发散的信息密度在相空间，让人想起吉布斯的悖论在统计力学。它显示了如何仅仅离散化的经典模型的状态空间已经带来了类似于量子混沌的标志的现象，以及如何在一个封闭的系统中的幺正时间演化直接意味着经典混沌的“量子死亡”。作为补充证据，我讨论了连续测量下的量子混沌。在这里，与宏观装置的双向信息交换打开了一个取之不尽的熵源，并解除了封闭系统中酉量子动力学所隐含的限制。新熵的渗透恢复了观测到的量子系统中的永久混沌动力学。量子力学中的其他随机性例子是否也可以用类似的方式来解释？在观察到的量子系统产生随机性的地方，也就是说，在没有可辨别的来源的情况下产生熵，它会不会从宏观计量器中渗透出来？这一推测是在自旋测量的情况下得出的。
2019-01-28 quant-ph
The theory of the double preparation: discerned and indiscerned particles
本文提出了一种确定性的、现实的量子力学解释，它可以对应于德布罗意的“双解理论”。路易·德布罗意认为薛定谔方程有两种解，一种是代表粒子的奇异物理波u（孤子波），另一种是代表概率的规则波（统计波）。我们回到两种解决方案的想法，但以基于量子系统的两种不同准备的波函数解释的形式。我们通过研究当普朗克常量趋于0时薛定谔方程的收敛性，证明了当粒子受到半经典场作用时这种双重解释的必要性。为了实现这种趋同，我们不仅重新审视了量子力学的基础，而且重新审视了经典力学的基础，特别是重新审视了经典力学的两个重要悖论：最小作用量原理的解释和吉布斯悖论。我们发现两种非常不同的收敛依赖于量子粒子的制备：称为不可分辨的粒子（以相同的方式制备，其初始密度是规则的，如原子束）和称为可分辨的粒子（其密度是奇异的，如相干态）。这些结果的基础上Minplus分析，一个新的数学分支，我们已经制定了以下马斯洛夫，并在Minplus路径积分，这是类似的经典力学的费曼路径积分在量子力学。不可分辨（或可分辨）的量子粒子收敛到不可分辨（或可分辨）的经典粒子，我们推论德布罗意-玻姆导频波是不可分辨量子粒子（波统计）的正确解释，薛定谔解释是可分辨量子粒子（波孤子）的正确解释。最后，我们证明这种双重解释可以扩展到非半经典的情况。
2013-11-06 math-ph math.MP math.QA
From interpretation of the three classical mechanics actions to the wave function in quantum mechanics
首先，我们证明了在经典力学中存在三个作用量，它们对应于不同的边界条件：两个著名的作用量，Euler-Lagrange经典作用量S_cl（x，t; x_0），它将初始位置x_0和它在时间t的位置x联系起来，Hamilton-Jacobi作用S（x，t），它将初始作用S_0（x）的粒子族与它们在时间t的各种位置x联系起来，以及一个新的作用量，即决定性作用量S（x，t; x_0，v_0），它将一个处于初始位置x_0和初始速度v_0的粒子与它在时间t的位置x联系起来。在半经典近似下，研究了当普朗克常量h趋于0时，量子密度和量子作用量、Madelung方程解的收敛性。我们发现两个不同的解决方案，这取决于初始密度。在第一种情况下，当初始量子密度是经典密度时，量子密度和量子作用量收敛到满足统计Hamilton-Jacobi方程的经典作用量和经典密度。这些是一组经典粒子的方程，它们的初始位置只能由初始密度知道。在第二种情况下，初始密度收敛到狄拉克密度，密度收敛到狄拉克函数，量子作用收敛到确定性作用。因此，我们在经典力学中引入了满足统计Hamilton-Jacobi方程的不可分辨粒子和满足确定性Hamilton-Jacobi方程的可分辨粒子。最后，我们提出了一个解释的薛定谔波函数，取决于初始条件（准备）。这种双重解释似乎是对德布罗意“双重解决”思想的解释。
2012-10-10 physics.class-ph physics.hist-ph quant-ph
