Violations of Bell Inequalities for Measurements with Macroscopic Uncertainties: What does it Mean to Violate Macroscopic Local Realism?
我们建议测试“宏观局域实在论”的前提，当光子数的测量仅精确到$n$阶光子的不确定性时，这足以导出贝尔不等式，其中$n$是宏观的。宏观局部实在论在最初的爱因斯坦-波多尔斯基-罗森论证的语境中只足以暗示具有宏观不确定性的模糊的“实在的要素”。因此，我们展示了在宏观不确定性的存在下，局部实在论的违反如何意味着“宏观局部实在论”的失败。提出了违反这种宏观局域实在论的量子态。
2000-10-06 quant-ph
A quantum approach to the uniqueness of Reality
简要回顾了基本量子力学和一个独特的宏观现实之间的一致性的方法的现状，没有假设的宇宙状态的分支。主要的新思想包括在宏观测量量子系统和微观测量系统之间的纠缠的增长和传输的本地属性的识别。然后，来自环境的运动纠缠波产生并携带外部相位，显著影响测量设备的状态。这些“预退相干”波随机地扰动其他波的增长，这些波携带着与被测系统的纠缠。这些波相互作用的结果可能会在不同测量通道的量子概率中产生随机波动，这反过来可能导致满足玻恩概率规则的坍缩机制，根据纳尔逊和皮尔的早期工作。然而，环境中必要的随机性仍然无法解释，并沿着这个方向提出了关于大量子系统e中波函数算法复杂性的一些建议。
2013-02-07 quant-ph
Quantum Mechanics and Reality
我们首先讨论“存在什么？“，即本体论，在经典物理学中提供了对宏观层面物理现象的描述。然而，微观世界需要引入量子思想来理解它。几乎可以肯定，世界在微观和宏观层次上都是量子力学的。量子世界的本体论问题是一个难题。这也取决于使用哪种解释。我们首先讨论一些解释，其中量子力学不提供一个完整的框架，但必须补充额外的成分，例如（一）哥本哈根组的解释与尼尔斯玻尔，海森堡，冯诺依曼的名字，（二）德布罗意玻姆解释。然后，我们看一些解释，其中量子力学是应该提供整个框架，如（i）埃弗雷特-德威特许多世界，（ii）量子历史的解释。最后，我们对量子力学的形式主义的刚性作了一些评论，这与它的本体论流动性形成了鲜明的对比。
2004-12-20 quant-ph
Resolving Schrödinger's analysis of the Einstein-Podolsky-Rosen paradox: an incompleteness criterion and weak elements of reality
本文从薛定谔对EPR的回复视角出发，基于弱宏观实在论推导量子力学不完备性判据，提出薛定谔思想实验的场正交相位振幅实现方案，通过模拟阐释相关预定值的涌现，解决薛定谔提出的问题。
2024-11-30 quant-ph
Potentiality, Actuality and Non-Separability in Quantum and Classical Physics: Res Potentiae in the Macroscopic World
为了解决量子力学中的顽固性悖论，Kastner、Kauffman和Epperson最近提出了海森堡的本体论二重性的新解释。在相关的工作中，Khrennikov和Akaran以及他们各自的同事探索了介观现象的中间域，在介观现象中可以观察到量子行为并将其形式化。我们推广这项工作，以定义第三个领域，宏观，互动过程的量子概念，但不适用于量子形式主义。我们表明，他们遵循的非标准逻辑在上个世纪提出的FrancoRomanian思想家斯蒂芬Lupasco。这个逻辑系统，在本体论的二重性在性质上的基础上，描述了复杂的过程的演变和现实的宏观层面的出现作为链的相互作用的现实和潜力。在不脱离物理定律的情况下，可以对生命、认知和信息问题进行一些新的探索。描述这一逻辑的最适当的形式主义正处于当前的审查之中。
2017-12-20 physics.hist-ph quant-ph
Quantum Objective Realism
量子测量是否反映了某种潜在的客观现实，这个问题还没有普遍接受的答案。我们表明，这种现实的描述是可能的自然条件下，如线性和因果关系，虽然在有限阶矩和累积量，没有相对论不变性。所提出的观测值概率分布的构造源自于弱的、非侵入性的测量，其中检测误差由一些外部有限噪声代替。噪声允许构建微观客观现实，但仍然动态解耦，因此在宏观层面上不可观察。
2015-09-13 hep-th quant-ph
Beyond Copenhagen: Following the Trail of Decoherence in Feynman's Light Microscope
本文通过费曼光显微镜探讨退相干理论，质疑波函数坍缩，提出经典世界可能由薛定谔方程平滑演化涌现，并讨论量子力学的解释困境。
2025-09-11 quant-ph
Testing the limits of quantum mechanical superpositions
量子物理学引起了科学家和哲学家的兴趣，因为它挑战了我们对现实和局部性的概念-我们在宏观世界中逐渐依赖的概念。量子力学的线性是否能扩展到宏观领域是一个有趣的开放性问题。过去几十年的科学进步使人们希望这场争论可以通过桌面实验来决定。
2014-10-01 quant-ph
The stuff the world is made of: physics and reality
考虑到我们在过去十年中在量子力学基础上所获得的结果，我们提出了一种关于现实的观点，我们称之为“创造发现观点”。在这种观点中，明确指出测量是宏观物理实体对微观物理实体的行为，需要创造新的现实元素以及检测现有的现实元素。在这种观点中，大多数量子力学悖论是由于标准量子理论的结构缺陷造成的，这意味着我们的分析与爱因斯坦·波多尔斯基·罗森论文中的主张一致，即标准量子力学是一个不完整的理论。然而，这种不完整性并不是因为没有隐变量，而是因为标准的量子力学不可能描述分离的量子实体。在我们看来，非定域性是自然界的一种真正的属性，因此有必要重新考虑空间在现实中的作用。我们对空间的新解释的提议，使我们有可能提出一个新的假设，解释为什么量子力学和相对论不能统一。
2001-07-07 quant-ph
Experimental undecidability of macroscopic quantumness
量子力学标志着对自然的经典理解的彻底背离，它促进了一种内在的随机性，这种随机性禁止了确定性的描述;然而，最根本的背离来自于不同的东西。正如贝尔[1]和科赫-斯佩克[2]所示，量子力学描绘了一幅世界图景，在这幅图景中，现实失去了客观性，实际上是由观察创造的。量子力学预言的现象不能用任何客观实在论的理论来解释，尽管我们的日常经验支持这样的假设，即宏观物体尽管是由量子粒子构成的，但独立于观察行为而存在;在本文中，我们认为这种行为是经典的。在这里，我们表明，这种看似明显的宏观世界的经典行为不能通过实验来检验，属于本体论领域类似于量子力学的解释之争[3，4]。对于小系统，如单光子[5]或一对光子[6]，实验证明经典描述不能成立。最近，也有一些实验声称已经证明了相对较大物体的量子行为，例如富勒烯的干涉[7]，约瑟夫森结中Leggett-Garg不等式的违反[8]，以及两个凝聚原子云之间的干涉[9]，这表明可以测试量子与经典问题的系统大小没有限制。然而，这些行为并不足以反驳客观实在意义上的经典描述。我们的研究结果表明，一旦我们达到阿伏伽德罗粒子数存在的状态，量子与经典的问题就无法通过实验来回答。
2012-01-25 quant-ph
Bose-Einstein condensates and quantum non-locality
EPR论证指出，存在着完成标准量子理论所必需的额外变量。它被玻尔摒弃，因为它将物理实在归因于孤立的微观系统，独立于宏观测量仪器。在这里，我们移调EPR参数的宏观系统，假设它们是在空间扩展的福克自旋状态，并在远程空间区域的自旋测量。玻尔对EPR论证的反驳似乎不适用于这种情况，因为微观测量系统和宏观测量仪器之间的尺度差异不再被援引。
2006-11-02 cond-mat.other quant-ph
Is quantum decoherence reality or appearance?
实验证明，量子相干性可以在宏观现象中持续存在[J.R.弗里德曼等人，Nature，406（2000）43]。为了应对这一新事实的挑战，本文假定标准形式的QM被一个beable（隐变量）所扩展，即：例如，在自然界中具有确定值的可观察量子（但通常仅在量子态中统计给出）。本地化被认为是最合理的选择。传统QM的矛盾方面现在采取了不同的形式。适当地定义“主体”的概念完全在QM形式主义，证明量子条件子系统状态定理，并选择相对退相干解释QM，悖论正式消失，留下一个退相干相对于确定值的beable;因此只是外观，而不是绝对的现实在QM。相对于不同的主题，一个人具有连贯性的毅力。因此，在这种方法中，它声称，退相干和连贯性，都存在于现实中，但不是“看到”的同一主体，和“主体”，在这种解释，是必不可少的。这两个提到的，显然是矛盾的现象，以这种方式相互解耦，矛盾是避免的，并且两者中的任何一个都可以用QM中通常的方式来处理。
2001-07-09 quant-ph
Communication complexity and the reality of the wave-function
在这篇综述中，我们讨论了量子通信的复杂性与量子基础中关于量子态解释的长期争论之间的关系。量子态是薛定谔最初解释的实在的物理元素吗？或者它是一个抽象的数学对象，包含了玻恩解释的测量结果的统计信息？虽然这些问题听起来很哲学，也没有意义，但在我们所谓的量子过程经典理论的框架内，它们可以变得精确起来。量子过程经典理论是用经典概率论的语言对量子现象的重述。2012年，Pusey，Barrett and Rudolph（PBR）在制备独立的假设下证明了一个定理，支持经典框架中薛定谔的原始解释。最近，我们发现这些问题与量子通信复杂性中的一个实际问题有关，即量化两方量子通信过程的经典模拟中所需的最小经典通信量。特别是，我们认为，如果模拟n个量子比特的通信的经典通信成本在“n”中以指数方式增长，则可以证明PBR定理的陈述。我们的论证是基于一个我们称之为概率均分性质的假设。这个性质比PBR定理中的准备独立性弱，因为前者可以由后者和独立随机源的渐近均分性质证明。均分性质是一个普遍和自然的假设，即使放弃了制备独立性假设也可以假设。在这篇综述中，我们进一步将我们的论证发展成一个定理的形式。
2015-01-14 cs.IT math.IT quant-ph
An information geometric perspective on the complexity of macroscopic predictions arising from incomplete information
由于动力学方程、实验数据、物理系统和统计建模之间存在着深刻的联系，我们报告了作者和合作者在过去十年中在所谓的混沌信息几何方法（IGAC）框架内发现的一系列发现。IGAC是一种理论建模方案，它将信息几何方法与归纳推理技术相结合，以在有限信息的情况下提供复杂系统的概率描述。除了依赖于曲率和雅可比场计算之外，IGAC框架内的复杂性的合适指标由所谓的信息几何熵（IGE）给出。IGE是一个信息几何测量的复杂性的测地线路径弯曲的统计流形的熵动力学的系统中指定的概率分布。在这篇手稿中，我们讨论了几个说明性的例子，其中我们的建模方案是用来推断宏观预测时，只有部分知识的微观性质的给定系统是可用的。最后，我们在结论中对我们提出的理论方案的当前版本的优点和缺点进行了评论。
2018-07-02 nlin.CD physics.data-an quant-ph
Computational Advantage in Hybrid Quantum Neural Networks: Myth or Reality?
该研究针对混合量子神经网络是否具备计算优势的问题，通过多分类基准测试对比经典模型与经典硬件模拟的HQNNs，发现后者随问题复杂度提升的资源缩放效率更高，验证了其可扩展性与应用潜力。
2025-02-21 quant-ph
Computational Complexity and the Interpretation of a Quantum State Vector
宏观客观化问题源于薛定谔方程是线性的这一事实，因此要求与纠缠态相互作用的宏观系统也必须是纠缠的。然而，这样的要求意味着薛定谔方程也必须在宏观世界中可解，就像它在微观世界中可解一样，这本身就是一个假设。在这项工作中，另一种假设，薛定谔方程一般是一个棘手的问题。
2013-04-02 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
Logic is to the quantum as geometry is to gravity
我将提出，量子形式主义隐含地指的实在是一种广义的历史，历史一词在这里具有与历史求和短语相同的含义。这一建议赋予了事件概念一定的独立性，它修改了关于事件的推理规则，以解决现实作为单一历史的观念与零测度事件不可能发生的原则之间的矛盾（科亨-斯派克悖论是这一矛盾的经典表达）。如果宏观事件满足经典的推理规则，那么所谓的测量问题就解决了，这在原则上可以通过计算来决定。由此产生的实在概念既不涉及多重世界，也不涉及外部观察者。因此，它一般适用于量子引力，特别适用于因果集。
2010-04-08 gr-qc hep-th quant-ph
The approach to equilibrium in a macroscopic quantum system for a typical nonequilibrium subspace
本文研究了在一个抽象的背景下宏观量子系统的平衡态的逼近问题。我们证明，对于一个典型的选择“非平衡子空间”，任何初始状态（从能量壳）热化，事实上这样做非常快，玻尔兹曼时间$τ__\mathrm{B}:=h/(k_\mathrm{B}T)$的顺序。这个看似不切实际，但在数学上严谨的结论，有重要的物理意义，即在现实中观察到的适度缓慢的衰变在目前的环境中并不典型。例如，宏观系统接近热平衡的事实看起来令人困惑，因为它似乎与微观动力学的时间可逆性相冲突。根据目前的结果，需要解释的不是宏观系统接近平衡，而是它们接近平衡的速度很慢。在数学上，我们的结果是基于一个有趣的性质的Hadamard乘积的半正定矩阵和随机投影矩阵的最大特征值。最近的确切公式柯林斯积分就哈尔措施的酉群起着至关重要的作用，在我们的证明。
2014-05-16 cond-mat.stat-mech math-ph math.MP
The Second Quantized Quantum Turing Machine and Kolmogorov Complexity
一个物理状态的柯尔莫哥洛夫复杂度是指重现该状态所需的最小物理资源。我们定义了第二个量子图灵机，并使用它来定义第二个量子柯尔莫哥洛夫复杂度。我们的方法有两个优点-我们的第二量化Kolmogorov复杂性的措施是更接近物理现实，不像其他量子Kolmogorov复杂性是连续的。我们给出的例子，第二个量化和量子柯尔莫哥洛夫复杂性不同。
2008-04-05 quant-ph
On the Hardness of Detecting Macroscopic Superpositions
什么时候退相干是“有效不可逆的”？在这里，我们使用量子计算复杂性的工具来研究量子基础的这个中心问题。我们证明，如果有一个量子线路来确定一个系统是否处于两个正交态的相等叠加（例如，薛定谔猫的$|$ Alive $\rangle$和$|$ Dead $\rangle$态），那么只需稍微大一点的电路，就可以确定这两个态（例如，让一只死猫复活（图）换句话说，观察$|$ Alive $\rangle$和$|$ Dead $\rangle$状态之间的干扰是一个“死灵难题”，在任何死亡是永久性的世界中，技术上都是不可行的。至于相反的声明（即，交换的能力意味着检测干扰的能力），我们表明，它持有模一个单一的例外，涉及酉单位（例如）映射$|$活$\rangle$ $|$死$\rangle$，但$|$死$\rangle$-$|$活$\rangle$。我们还表明，这些声明是强大的-即，甚至$\mathit{partial}$观察干扰的能力也意味着部分交换能力，反之亦然。最后，在不依赖于任何未经证明的复杂性假设的情况下，我们证明了所有这些结果在数量上是紧密的。我们的结果可能对量子引力中观测量的状态依赖性产生影响，而量子引力正是本研究的最初动机。
2020-09-24 gr-qc quant-ph
Classical perception follows solely from the linearity of quantum mechanics with no need for decoherence or the environment
正如薛定谔猫所说明的那样，在波函数中常常同时存在着几个宏观上不同的实在版本。从表面上看，这似乎意味着观察者可以感知到叠加的版本，从而使量子力学与我们的感知不一致。然而，我们可以证明，在不引入退相干或环境的情况下，量子力学的线性意味着我们只能感知到一个单一的经典版本的现实。线性也意味着我们的感知将具有粒子般的一致性。
2015-11-17 quant-ph
Quantum observer and Kolmogorov complexity: a model that can be tested
不同的观察者不必就如何识别量子系统达成一致。我们探索一个条件的基础上，算法的复杂性，允许一个系统被描述为一个客观的“现实元素”。我们还提出了一个实验测试的假设，任何系统，甚至比人类小得多，可以是一个量子力学的观察者。
2011-03-24 quant-ph
Path Integrals and Reality
我们定义了{ \it实路径量子理论}的思想，这是量子理论的一种实在论的概括，其中假设一个封闭的量子系统实际遵循的配置空间路径是概率选择的。这是一个假设定义的概率路径，我们建议是由一个表达式，涉及路径振幅和距离函数，量化路径分离。我们提出了一个可能的形式的路径概率假设，并探讨可能的选择距离函数，包括选择适合洛伦兹或一般协变版本的实路径量子理论。我们提出了量子干涉的玩具模型，并表明在这些模型中的概率假设和特定的距离函数确实给出了一个物理上合理的路径本体。可以选择这些函数，以便预测微观量子系统的干涉和宏观量子系统的干涉失败的量子干涉。更一般地说，它们预测当光束接近时的干扰，以及当它们远离时的故障，如由距离函数确定的。如果以其目前相对不受约束的形式认真对待，实路径量子理论因此激发了在所有未探索的区域中对量子干涉的实验测试，这些区域由潜在的物理上有趣的参数定义，包括光束物体的质量、光束分离距离、光束分离时间等。我们讨论这些想法所提出的开放性问题。
2013-05-28 quant-ph
The conditions for quantum violation of macroscopic realism
为什么我们在日常生活中没有体验到对宏观实在论的违反？通常情况下，由于退相干或粗粒度测量的限制，任何量子态的时间演化都转化为统计混合的经典时间演化，因此都看不到违反。我们找到了在粗粒度测量下自旋系统经典演化的充分条件。然后，我们证明，存在“非经典”的哈密顿量的时间演化不能理解经典的，虽然在每一个时刻的时间的量子自旋状态出现作为一个经典的混合物。我们认为，这样的哈密顿是不太可能实现的性质，因为它们的高计算复杂性。
2008-08-28 quant-ph
Macroscopic quantum resonators (MAQRO)
量子物理学挑战了我们对物理实在和时空本质的理解，并建议有必要对其基本概念进行根本性的修改。对涉及大质量宏观物体的量子现象的实验测试将为这些基本问题提供新的见解。利用太空提供的独特环境，MAQRO旨在研究宏观量子物理学的这一基本未探索的领域。MAQRO最初被提议作为2010年宇宙愿景呼吁的中型基础科学空间飞行任务。MAQRO结合了两个实验：DECIDE（双缝实验中的去相干）和CASE（比较加速度传感实验）。MAQRO的主要科学目标是测试量子理论对含有10e8以上原子的宏观物体的量子叠加的预测。在这些条件下，由于对量子理论提出的各种替代模型而产生的偏差将变得显而易见。这些模型被建议用来协调矛盾的量子现象与经典宏观世界和我们的闵可夫斯基时空概念。MAQRO的第二个科学目标，这是解决的实验案例，是证明一种新型的惯性传感器的性能的基础上光学捕获微球。CASE是一个技术演示器，展示了DECIDE的模块化设计如何能够轻松地将其与在航天器和轨道方面具有兼容要求的其他飞行任务结合起来。同时，CASE可以作为弱等效原理的测试平台，即，自由降落的普遍性，试验质量相差7个数量级。
2012-03-19 physics.ins-det quant-ph
The quantum measurement problem and physical reality: a computation theoretic perspective
宇宙是可计算的吗？如果是，它在计算上是一个多项式位置吗？在标准的量子力学中，允许无限的平行性和状态的无限精确说明，不排除对这两个问题的否定回答。另一方面，经验证据表明，NP完全问题在物理世界中是难以解决的。同样，已知在算法上不可计算的计算问题似乎也不能通过任何物理手段计算。我们认为，如果假设宇宙是算法的，那么抽象算法的效率和能力与物理计算机的效率和能力之间的这种密切对应就可以找到一种自然的解释;也就是说，物理现实是离散子物理信息处理的产物，相当于概率图灵机的动作。这个假设可以与微观尺度下量子系统的指数性相协调，以及在该尺度下实现肖尔量子多项式时间算法的可能性，前提是叠加的程度本质上是有上限的。如果这个界限与量子-经典分界（海森堡分割）相联系，那么量子测量问题就自然得到解决。从这个观点来看，宏观经典性是宇宙处于BPP中的证据，上面提出的两个问题都得到了肯定的回答。本文简要讨论了最近提出的一个量子测量计算模型，它把海森堡截和希尔伯特空间的离散性联系起来。注意到了与量子引力的联系。我们的结果是兼容的哲学，数学真理是独立的物理定律。
2006-11-07 cs.CC quant-ph
New Concept of Dynamic Complexity in Quantum Mechanics and Beyond
量子力学中动态复杂性的定性新概念是基于一种新的范式，这种范式出现在对一般哈密顿系统的薛定谔方程的非微扰分析中。非约化分析明确地提供了完整的、一致的解，作为一组许多不相容的成分（"实现"），它们应该永久地和概率地相互替换，因为它们中的每一个在普通意义上都是"完整的"。这一发现导致了普遍适用的动态复杂性和自洽的概念，量子混沌，量子测量，不确定性和波减少的停滞问题的现实解决方案。量子行为本身的奇特的、"神秘的"特征现在被看作是在现实结构（现在完全是因果的）的相应最低层次上相互作用的场的动态复杂的、内在多值的行为的结果。这种新的方法将规范理论的结果简化为一种过度简化的极限情况，迫切需要支持，因为它的因果关系和完备性可以直接扩展到真实系统复杂行为的任意情况，与原始机械论（即，“计算机实验”）的主导低效的实验主义形成鲜明对比。e.动态单值）的不可约多值现实的“模型”。
1998-05-26 chao-dyn nlin.CD quant-ph
From relativistic to quantum universe: Observation of a spatially-discontinuous particle dynamics beyond relativity
我们进行了实验测试，我们直接观察光诱导电子跃迁与宏观空间不连续性。这种效应与宏观类轨道量子态的基本不可分性有关，这让人联想到整数量子霍尔系统中所谓的扩展态。由于发现了具有自发的普遍量子有序的量子相，使人想起单个原子的量子相，该测试已经成为可能。我们可以把观测到的跃迁看作是超越相对论的一种特殊的量子动力学，这意味着当前的相对论宇宙模型应该被更深层次的量子模型所取代。这就是玻姆的不可分宇宙模型，它现在应该包含一个比经典更深刻的绝对绝对性概念和一个比相对论更深刻的空间和时间概念。最终，我们的测试建立了一个新的基本物理理论层次，其中德布罗意-玻姆现实量子理论是最深刻的理论，它既不与经典物理学相矛盾，也不与相对论相矛盾，而是超越了两者。这是因为，事实上，量子理论处理的是一个更深层次的现实，在这个现实中，物理对象不是自给自足的实体，因此它们的不连续跃迁在一个整体量子系统中是可能的，这个整体量子系统很可能是宏观的。
2018-06-18 quant-ph
Can category-theoretic semantics resolve the problem of the interpretation of the quantum state vector?
量子力学的正确性和完备性是否意味着量子态矢量必然与物理实在的元素一一对应？根据范畴论，这样的对应代表同构，所以量子态矢量的地位问题可以转化为态矢量是否必然同构于实在的元素的问题。正如本文所讨论的，为了解决这个问题，人们需要用计算复杂性理论的考虑来补充量子力学的范畴论方法。基于这样的考虑，本文证明了态矢量与实在元素之间存在同构的假设不适用于一般的量子系统。
2015-02-25 quant-ph
Macroscopic quantum superpositions in highly-excited strongly-interacting many-body systems
我们证明了在复杂的微观和介观碰撞的波包的宏观（类经典）动力学的故障。这种分解表现在顺时针旋转和逆时针旋转波包的相干叠加中，在高度激发的中间复合体的多体共振强烈重叠的状态下。这些叠加涉及到$\sim 10^4$多体组态，因此它们内部的相互作用复杂性大大超过了所有先前讨论和实验实现的。干涉条纹持续的时间间隔比能量弛豫-再分布时间长得多，这是由于非常缓慢的相位随机化（退相）。提出了实验验证的效果。
2003-02-05 quant-ph
Optimal complexity correction of correlated errors in the surface code
表面码被设计用于抑制量子计算硬件中的错误，目前为大规模量子计算提供了最可信的途径。表面码需要一个最近邻耦合量子位的2-D阵列，该阵列能够实现错误率低于约1%的通用门集合，这一要求与实验现实兼容。因此，许多作者试图从表面码中挤出额外的性能。我们描述了一个最佳的复杂度误差抑制算法，并行化为O（1）给定恒定的计算资源，每单位面积，并提供证据表明，该算法利用相关性的误差模型中的每个门在一个渐近最优的方式。
2013-10-02 quant-ph
An extension of "Popper's experiment" can test interpretations of quantum mechanics
卡尔·波普尔（Karl Popper）提出了一种方法来检验在量子力学的哥本哈根解释（CI）中提出的量子力学状态与感知现实的关系--即粒子的状态仅仅是关于系统的“已知”的表达--是否与所有实验事实一致。波普尔的建议中的一个概念缺陷被确定，并提出了一个改进的版本，他的实验（称为“扩展步骤1”）-这完全符合其原来的目的-建议。本文的主要目的是建议进行这项实验。这个实验的结果在另一种假设下预测，CI -连同上述态函数与现实的联系-或"多世界“解释（MWI）是正确的，被证明是相同的。只有在进一步修改（称为"扩展步骤2“）--使用从宏观环境中分离的离子作为粒子探测器--之后，使用各自解释的预测才变得有质的不同。
2000-10-06 quant-ph
Macroscopic entanglement distribution with atomic ensembles
East China Normal University（华东师范大学）；Federal Research Center of Problems of Chemical Physics and Medicinal Chemistry RAS（俄罗斯科学院化学物理与医药化学问题联邦研究中心）；Lomonosov Moscow State University（莫斯科罗蒙诺索夫国立大学）；New York University Shanghai（纽约大学上海分校）；Department of Physics, New York University（纽约大学物理系）
本文提出改进的数值方法，验证了在现实原子团簇中，适度退相干下宏观纠缠分发协议仍具鲁棒性。
2026-03-06 quant-ph
Exponential complexity and ontological theories of quantum mechanics
量子力学的本体论理论通过定义明确的经典变量描述单个系统，并将量子不确定性归因于我们对这些变量所代表的潜在现实的无知。我们认为一般类的本体论理论描述的量子系统的一组变量与马尔可夫（确定性或随机）的演变。本文首次证明了连续变量的个数不能小于2N-2，N是Hilbert空间的维数。因此，任何量子力学的本体论马尔可夫理论都需要一些随物理尺寸呈指数增长的变量。这一结果也是相关的量子蒙特卡罗方法的框架。
2008-01-25 quant-ph
Unobservables and Decoherence from Complexity
Institute of Software Technology, German Aerospace Center (DLR)（德国航空航天中心软件技术研究所）
本文假设量子系统无法高效解决NP完全问题，从而推导出某些量子测量不可执行，并探讨了由此导致的不可观测量、态不可达及相干性不可观测等后果，表明宏观经典性可能源于计算复杂性的限制。
2026-06-23 cs.CC quant-ph
Quantum state complexity and the thermodynamic arrow of time
为什么时间是一条单行道？时间之箭的起源是什么？我们将热力学时间箭头归结为量子态复杂度增加的方向。受Nielsen，Susskind和Micadei工作的启发，我们在简单的两个量子比特和三个量子比特量子系统上验证了这一假设。结果表明，在双量子比特系统中，时间的热力学箭头总是指向量子态复杂度增加的方向。对于三量子比特系统，子系统之间的热流模式与子系统的量子态复杂度密切相关。我们认为，除了对宏观空间几何的影响外，量子态复杂性还可能产生热力学时间箭头。
2017-12-19 quant-ph
Computational solution to quantum foundational problems
本文认为，从分子、原子到宏观外延世界的任何物理层次都要求量子线性的适用性，这导致了量子理论中的一个主要基础问题，即"测量问题"，实际上它具有计算性质：这意味着有一个通用算法，它保证了在合理的时间内，对每一个物理系统，薛定谔方程的精确解，而不管它包含多少组成微观粒子。从计算复杂度理论的角度来看，这一要求相当于假设计算复杂度类P和NP相等，而这被广泛认为是非常不可能的。如论文所示，接受称为指数时间假设的不同计算假设（涉及P! NP）将证明微观量子系统和宏观设备之间的分离（通常称为海森堡切割），因为这个假设，如果是真的，将意味着确定性量子和经典描述不可能重叠，以便从微观状态获得宏观对象的完整属性的严格推导。
2014-06-16 quant-ph
Quantum Universe and its Elusive Classicality
本文在宇宙波函数密度矩阵框架下，利用有质量粒子、无质量粒子与人体系统的纠缠退相干解释经典世界的涌现，并将生命刻画为意识可辨识的热力学宏观状态。
2024-05-10 physics.gen-ph q-bio.NC quant-ph
Epistemic view of quantum states and communication complexity of quantum channels
量子信道的通信复杂度是经典地模拟状态准备、通过信道的传输和随后的测量的过程所需的最小量的经典通信。它在经典资源方面对量子通信的能力建立了限制。我们表明，经典模拟采用有限的通信量可以来自一类特殊的隐变量理论，其中量子态代表统计知识的经典状态，而不是现实的元素。这个特殊的班级最近引起了强烈的兴趣。每个衍生模拟的通信成本由父隐变量理论的量子态和经典态之间的互信息给出。最后，我们发现单量子比特的通信复杂度小于1.28比特。先前已知的上限是1.85比特。
2012-06-13 cs.IT math.IT quant-ph
