Causal Quantum Theory and the Collapse Locality Loophole
因果量子理论是普通量子理论的总称,它被两个假设所修正:态矢量归约是一个定义明确的过程,严格的局域因果关系适用。第一个条件在哥本哈根量子理论的某些版本中成立,并且不一定意味着与普通量子理论的实际可检验的偏差。第二个意味着类空分离的测量事件没有非定域相关。为了检验这个与标准量子理论截然不同的预言,需要一个精确的态矢量约化理论。从形式上讲,任何精确版本的因果量子理论都定义了一个局部隐变量理论。然而,因果量子理论最自然地被视为标准量子理论的变体。由于这个原因,它似乎是标准量子理论的一个更严重的对手,而不是依赖于局部性或检测器效率漏洞的局部隐变量模型。因果量子理论的某些似是而非的版本,至今没有被任何贝尔实验所反驳,也不明显与其他实验不一致。他们通过贝尔实验中一个被忽视的漏洞--{ \it坍缩定域漏洞} --来逃避反驳。这个漏洞的存在是因为粒子进入测量设备和坍缩发生之间可能存在时滞。通过观察被$\approx 0.1$光秒隔开的纠缠粒子,可以对因果理论与标准量子理论进行相当明确的检验。
2005-03-23 quant-ph
Consistent theory for causal non-locality beyond Born's rule
根据相对论和因果关系,一种超越量子力学的特殊类型的关联在原则上是可能的,称为{ \it非定域盒}。这个概念是从满足相对论因果关系的非定域性原理引入的。在本文中,我们表明,导致非局域盒的关联是可能的,如果我们释放的量子力学中的主要公理之一,{ \it玻恩规则}的一致性。这使我们能够得到一个理论,它在光谱的一端与经典概率一致,在另一端与非局部因果关系理论一致。同时,我们认为,相关性在于一个特殊的数学约束的空间,使物理实现的相关性,通过概率措施是不可能的,在一个方向上的限制,是可能的,在其他限制。
2014-01-06 quant-ph
Locality and Causality in Hidden Variables Models of Quantum Theory
受Popescu的隐藏非定域性例子的启发,我们详细阐述了这样一个猜想:直观上是非定域的量子态,即,纠缠,不承认局部因果隐变量模型。我们展示的量子态要么(i)是这个猜想的非平凡反例,要么(ii)具有一种新的更深隐藏的不可约非局域性。此外,我们提出了一个非局部复杂性分类计划建议后者的可能性。此外,我们表明,沃纳的(和类似的)隐变量模型可以扩展到一类重要的广义可观。最后将Fine关于随机隐变量与确定性隐变量等价性的一个结果推广到因果模型。
1997-04-30 quant-ph
Quantum Bell inequalities from Information Causality -- tight for Macroscopic Locality
在Bell检验中,符合局部实在性原理的观测概率分布集完全由贝尔不等式刻画。量子理论允许违反这些不等式,这是著名的贝尔非定域性。然而,找到这种违反的最大程度通常是一个不可判定的问题。因此,没有算法可以用来推导出贝尔不等式的量子类似物,这将表征量子理论允许的概率分布集。在这里,我们提出了一个家庭的不等式,它近似的设置或结果的数量可以是任意的贝尔场景中的量子相关的集合。我们从信息因果性原理导出这些不等式,因此,我们不假设量子力学的形式。此外,我们确定了一个子空间中的相关空间,所导出的不等式给出了必要和充分条件的宏观局部性原则。结果表明,在这个子空间中,信息因果性原则严格强于宏观局部性原则。
2022-05-18 quant-ph
Quantum non-locality, causality and mistrustful cryptography
在这里,我们提出了一个广义相对论量子密码学框架,利用量子非局域性和狭义相对论与密码学的迷人的连接。无条件安全的基本原理是因果关系和双重量子非定域关联:首先是纠缠交换,然后是因果独立纠缠系统上的隐形传态。我们表明,所提出的框架具有以下显着的和新的特点,在不信任密码学:(i)它有助于定义一个新的概念,不经意传输的数据和传输位置保持不经意。(ii)传输的数据的真实性和完整性由量子理论的基本原理而不是计算复杂性来保证。(iii)它直接导致了目前被认为是不可能的无条件安全和确定性的双边两方计算。(iv)所提出的框架被证明是具有零偏置的异步理想抛硬币,这在以前是没有实现的。(v)同样的框架也意味着无条件安全的比特承诺。最后,这里讨论的量子非定域性和相对论的结合可以很容易地推广到多方设置,可以用来解决其他不信任的密码任务,如秘密共享和密钥协商安全。
2015-03-23 quant-ph
Non locality and causal evolution in QFT
分析了量子场论中局域场态自由演化和费曼传播子函数中出现的非局域性。它被证明是连接到初始的非局域性目前在量子态的水平,然后它并不意味着违反爱因斯坦的因果关系。然后研究了一个简单的相互作用QFT系统,该系统由一个经典源和一个量子标量场线性耦合组成,并得到了精确解。给出了描述系统的状态随时间演化的表达式。任何“好”的局部观测值的期望值,表示为场算子及其空间和时间导数的函数,在场-物质耦合常数的所有阶上都可以明确地得到。这些期望值有一个依赖于源的部分,被证明是总是因果延迟,而非本地的贡献是独立的源和非本地特性的零点真空波动。
2006-02-27 quant-ph
Quantum objects as elementary units of causality and locality
作者试图构建一个包括量子场论(QFT)的量子理论(QT)的局部因果模型,结果发现“量子对象”是因果性和局部性的基本单位。量子物体是粒子(包括单个粒子)的集合,其集体动力学和测量结果只能由QT和QFT定律描述。如果局域性被理解为空间点局域性,那么量子物体内部动力学的局域因果模型是不可能的。在量子对象中,状态转换可能会发生,这会立即影响整个量子对象。量子对象作为因果性和定域性的基本单位的识别对于量子对象的因果模型有两个主要含义:(1)量子对象以基于其局部固有时间的系统状态更新频率自主运行,并且对外部参数没有依赖性或依赖性最小。(2)描述全局(但相对论性)相互关系的物理定律必须转化为量子物体之间相互作用以及量子物体与空间之间相互作用的因果模型。
2016-09-04 physics.gen-ph quant-ph
Computational tools for solving a marginal problem with applications in Bell non-locality and causal modeling
边际问题自然出现在各种不同的领域:基本上,问题是一些边际/部分信息是否与联合概率分布相容。为此,通过量词消除和多面体投影算法的边缘集的特征是至关重要的。在这项工作中,在考虑具体问题之前,我们审查多面体投影算法,专注于信息论中的应用,并且,除了已知的算法,我们还提出了一个新开发的几何算法,它沿着投影空间中的多面体的面格行走。这一点的一个重要应用是在量子非定域性领域,其中的边缘问题出现在计算贝尔不等式。我们应用所讨论的算法,发现许多紧熵贝尔不等式的三方贝尔方案,以及更复杂的网络中产生的因果推理领域。最后,我们通过寻找违反量子态来分析这些不等式作为非定域性见证的有用性。
2018-05-08 quant-ph
Causal Incompleteness: A New Perspective on Quantum Non-locality
数学上的不完备性概念(如有理数、图灵可计算函数和算术证明)在传统物理学中并不起关键作用。在这里,重新制定的量子理论的运动学的基础上,一个固有的颗粒和不连续的状态空间,其中的量子波函数是与一个有限的一组有限位串,和复希尔伯特空间的幺正变换被重新制定为有限的置换和相关的运营商纳入复杂和超复杂的结构。这种重新表述,与惠勒的“它来自比特”计划相一致,为贝尔定理的新解释提供了基础:贝尔不等式的实验违反揭示了物理理论因果结构的不可避免的不完整性。如此发展的量子理论的运动学重新表述,为自由意志与决定论的古老二分法提供了一个新的视角。
2005-11-29 quant-ph
Comment on Griffiths about locality, realism and Bell experiments
我认为,量子力学是一个现实的理论,但它违反了强局域性(没有超光速的影响)或严格的因果关系(不同的效果不能遵循相同的原因)。
2015-12-23 quant-ph
The CHSH Game, Tsirelson's Bound, and Causal Locality
Harvard University(哈佛大学);University of Massachusetts Dartmouth(马萨诸塞大学达特茅斯分校)
本文通过不可分割随机过程的公理,重新证明了Tsirelson界限,并展示了其对贝尔不等式违反的限制。
2025-12-19 physics.hist-ph quant-ph
Statistical Separability and the Consistency between Quantum Theory, Relativity and the Causality
我们证明了非定域性和统计特性使得世界在统计上是可分的。超光速信号传输是不可能的。因此,量子理论与相对性和因果性是一致的。
2005-12-19 quant-ph
From locality to factorizability: a novel escape from Bell's theorem
虽然贝尔定理的最初版本以可因式分解的假设捕捉了定域性的概念,但在后来的陈述中,贝尔认为可因式分解可以从更基本的局部因果性原理中推导出来。在这里,我们表明,与通常假设的相反,为了从局部因果关系的原则中推导出可因式分解性,需要一个非平凡的假设,类似但严格独立于设置独立性。不严格地说,这种额外的假设要求测量设备的状态之间的独立性。我们的结论是,有可能构建一个模型,满足本地因果关系和设置独立性的原则,但是,由于违反了这一额外的假设-从而factorizability-是能够打破贝尔不等式。
2022-04-11 physics.hist-ph quant-ph
Local randomness in Hardy's correlations: Implications from information causality principle
用Hardy方法研究非定域关联是量子力学中的一个热点问题。最近哈代的非定域性的论点已被研究的背景下,广义非信号理论以及尊重信息因果关系的理论。与基于非信号条件的结果相比,信息因果条件显著降低了Hardy论证的成功概率。基于量子力学中的最大纠缠态不具有Hardy非定域关联这一事实,在信息因果条件下,再现Hardy的非定域关联,对两侧的测量观测量的定域随机性进行了定性研究.在应用信息因果性的必要条件时,我们发现,与无信号条件下的结果相比,测量的可观测量的局部随机性有严格的限制,而且还有一些量子力学的限制是信息因果性条件下所没有的。
2010-07-31 quant-ph
Paradox-free classical non-causality and unambiguous non-locality without entanglement are equivalent
ICFO-Institut de Ciencies Fotoniques, The Barcelona Institute of Science and Technology(ICFO-光子科学研究所,巴塞罗那科学与技术研究院);Department for Quantum Technology, Universität Münster(明斯特大学量子技术系);Fakultät für Mathematik, Universität Wien(维也纳大学数学系);Université libre de Bruxelles, QuIC(布鲁塞尔自由大学,QuIC研究中心);Aix-Marseille University, CNRS, LIS(艾克斯-马赛大学,法国国家科学研究中心,LIS实验室);Center for Theoretical Physics, Polish Academy of Sciences(波兰科学院理论物理中心);Department of Physics, School of Advanced Sciences, VIT-AP University(VIT-AP大学先进科学学院物理学系);ICREA(加泰罗尼亚高级研究学院)
本文证明了经典非因果性与无纠缠量子非局域性在过程函数和积基中等价,揭示了因果与非因果关系的深层联系。
2026-08-31 quant-ph
Macroscopically local correlations can violate information causality
虽然量子力学是一个非常成功的理论,但它的基础仍然是一个激烈争论的主题。其中一个主要问题是,量子力学是基于抽象的数学公理,而不是物理原理。量子信息理论最近提供了新的思想,人们可以从中获得物理公理,约束人们可以在实验中获得的结果统计。信息因果性和宏观局部性是近年来提出的解决这一问题的两个原则。然而,它们中没有一个被证明可以定义人们可以观察到的相关性。在本文中,我们提出了一个扩展的信息因果关系,并研究其后果。结果表明,上述两个原理是不等价的:如果自然界所允许的相关性是满足宏观局部性的相关性,则信息因果性将被破坏。这使得信息因果关系作为一个物理原理定义了自然界允许的可能相关性。
2010-12-16 quant-ph
Are Local Causal Models of Quantum Theory Feasible at All?
本文根据量子理论(包括量子场论(QFT))的现状,分析了这些理论的局域因果模型或局域现实模型在理论上和实践上的可能性。量子物理学家认为著名的贝尔不等式及其在实验中的违反是一个强有力的迹象,表明QT的局部现实或局部因果模型是不可能的,因此量子理论作为一个整体不是局部现实或局部因果理论。基于一个物理理论(如QT)的“形式因果模型”的定义,本文研究了QT具有局部因果模型的可能性。QT领域确定的因果模型的建设是因为在各自的理论状态的缺陷受到阻碍。它表明,可以通过提供一个因果模型的缺陷的去除。而建设一个因果模型的QT,包括QFT,似乎是可行的,消除某些缺陷后,建设一个本地(因果)模型似乎是不可能的。由于局部(因果)模型的QT/QFT的结论是不可能的,如果一个强有力的解释局部性假设,提出了一个局部性模型,其中的非局部性仅限于“量子对象”。
2016-04-13 quant-ph
Observer-dependent locality of quantum events
在广义相对论中,事件之间的因果结构是动态的,但它是确定的和独立的;事件是点状的,事件A在事件B的未来或过去光锥中的成员关系是独立的陈述。然而,当事件相对于量子系统被定义时,没有什么能保证A和B之间的因果关系是确定的。我们建议关联一个因果参考系对应于每个事件,这可以被解释为一个依赖于时间的观察者描述量子系统的演化。在一个事件的因果参考系中,这个特定的事件总是局部化的,但其他事件可以在未来和过去被“涂抹”。我们不强加一个预定义的因果顺序之间的事件,但只需要从不同的参考系的描述服从一个全局一致性条件。我们表明,我们的新形式主义是等价的纯过程矩阵形式主义。后者是已知的预测某些多方的相关性,这是不相容的假设的因果顺序的事件-这些相关性违反因果不等式。我们展示了如何因果参考系描述可以用来深入了解在实验室实验中的这种强烈的非因果过程的可实现性的问题。作为另一个应用,我们使用因果参考系来重新审视一个思想实验,在这个实验中,由于一个大质量物体在一个量子叠加的位置上引起的引力时间膨胀导致了两个事件因果顺序的叠加。
2020-07-10 gr-qc quant-ph
Locality in the Everett Interpretation of Quantum Field Theory
最近的研究表明,海森伯图像算符的变换是一种因果机制,它使得在量子力学的埃弗雷特解释中,在一定距离上违反贝尔定理的关联与定域性共存。对海森堡图中非相对论性费米子场论中EPRB纠缠产生的微扰论一级计算表明,在量子场论中,同样的机制也导致了无非定域性的关联.一个显式的转换给出了一个表示,其中初始条件的信息是从状态向量转移到字段操作员,使局部性的理论表现。
2002-07-15 quant-ph
Quantum dynamics and kinematics from a statistical model selected by the principle of Locality
量子力学预言了类空分离事件之间的相关性,这被广泛认为违反了局域因果性原理。相反,我们将证明,具有玻恩对波函数的统计解释和测不准关系的薛定谔方程可以从一个微观随机偏离经典力学的统计模型导出,该模型是根据局部因果性原理唯一选择的,直到一个自由参数。因此量子化被认为是物理的,普朗克常量被解释为微观时间尺度上与经典力学的平均随机偏差。与正则量子化不同的是,所得到的量子系统总是像经典力学那样始终具有确定的构型,沿着连续的轨迹随机波动。的平均值的相关物理量的分布的配置被证明是相等的数值上的量子力学平均值的相应的厄米算符的量子态。
2013-11-15 quant-ph
Comment on `The notion of locality in relational quantum mechanics'
最近的一篇论文[P. Martin-Dussaud,C. Rovelli,F. Zalamea,arXiv:1806.08150]在量子力学的关系解释的框架内对贝尔的局域因果性概念进行了清晰的处理。然而,作者继续得出结论,贝尔局域因果关系概念的量子违反并不比一个共同的原因更令人惊讶。在这里,我认为这个结论是没有根据的作者自己的分析。相反,在作者概述的框架内,我认为关系解释的含义要激进得多。
2018-07-17 physics.hist-ph quant-ph
About a "nonlocal" local model considered by L. Vervoort, and the necessity to distinguish locality from Einstein locality
L. Vervoort [arxiv:1406.0901]声称已经发现了一个模型,它“可以违反贝尔不等式并再现量子统计,即使它只基于局部动力学”。这种说法是错误的。拟议的模式包含全球要素。该模型背后的物理学是局部的,但如果超光速的因果影响被禁止,就不能解释类空分离事件违反贝尔不等式的情况。为了达到这个目的,我们必须引入一个优选帧,在这个帧中,信息可以比光更快地发送。作为一个原因的误解,我们确定不幸的公约使用“本地”作为爱因斯坦的同义词,使理论是本地在每一个物理相关的意义上必须被命名为“非本地”,并认为这种公约应该被放弃。
2016-10-10 quant-ph
Quantum theory cannot violate a causal inequality
在量子理论中,我们可以创造不同因果顺序事件的叠加,并观察它们之间的干涉。这就提出了一个问题,即量子理论是否能够产生任何经典因果模型都无法复制的结果,从而违反因果不等式。这将是贝尔不等式违反的时间模拟,它证明了没有局部隐变量模型可以复制量子结果。然而,与非定域性的情况下,我们表明,量子实验\emph{can}模拟的经典因果模型,因此不能违反因果不等式。
2021-10-05 quant-ph
New Prospects for a Causally Local Formulation of Quantum Theory
本文通过构型空间与幺正随机定律重新表述量子理论,提出新的因果局域性原理以改进贝尔判据,并证明类空分离系统间无因果影响,从而得到与因果局域性相容的隐变量诠释。
2024-02-26 physics.hist-ph quant-ph
Unscrambling the omelette of causation and inference: The framework of causal-inferential theories
使用过程理论的形式主义,我们引入的概念的因果推理理论:一个三元组组成的因果影响理论,推理理论(布尔和贝叶斯品种),以及规范这些如何相互作用。在这个模型中,我们对操作理论和实在论的概念进行了重铸,从而澄清了对实验的实在论解释所提供的超越操作解释的东西。它还产生了一个新的特征的假设和标准的不去定理的操作量子理论的现实主义表示的影响,即那些基于贝尔的局部性概念和那些基于广义的noncontextuality。此外,我们的过程理论表征的广义noncontextuality是隐含的一个更自然的原则,我们术语莱布尼茨。最引人注目的是,我们的框架提供了一种方法,在一个研究计划,旨在规避这些不去的结果。具体来说,我们认为,如果一个人可以确定公理的实在论因果推理理论的因果关系和推理的概念可以不同于他们的传统(经典)的解释,然后一个有办法定义一个内在的量子概念的现实主义,从而一个现实主义的代表性的操作量子理论,抢救精神的局部性和非语境性。
2021-05-19 quant-ph
Energetic Causal Sets
我们提出了一种基于能量因果集的量子理论方法,该方法在Cortês和Smolin(2013)中引入。基本过程是因果集合,其事件携带动量和能量,这些动量和能量沿着因果联系传递,并在每个事件中保持不变。能量因果集模型不同于其他时空无关因果集方法,例如参考文献[2]提出的基于量子信息处理系统的因果集,以及参考文献[3]提出的由标准模型粒子构造的因果集。从根本上说,在能量因果集中,因果过程有振幅,但没有时空。因果过程在突现时空中的嵌入只在半经典层次上出现。因此,根本上不存在对易关系,不存在不确定原理,实际上也不存在$\hbar$。量子理论所剩下的就是复振幅的绝对值平方和概率之间的关系。因此,我们发现,无论是局部性,也不是非局部性,是主要的概念,只有因果关系存在于根本水平。
2015-11-25 gr-qc quant-ph
Quantifying Bell non-locality with the trace distance
对纠缠量子态的遥远部分进行的测量可以产生与经典理论关于局部因果关系假设不相容的相关性。这种现象被称为量子非定域性,除了它的基本作用外,它还可以在密码学和分布式计算等应用中得到实际应用。显然,在这种情况下,发展量化非定域性的方法是一个重要的基础。在这里,我们建议量化一个给定的概率分布的非局部性,通过其跟踪距离的经典相关性。我们表明,这一措施是一个单调下的自由操作的资源理论,而且可以有效地计算与线性规划。我们把我们的框架中使用的各种相关的贝尔方案也比较跟踪距离的其他标准措施在文献中。
2017-09-13 quant-ph
Experimental entanglement of temporal order
因果关系的研究最近被应用到量子领域,导致发现并非所有的物理过程都有明确的因果结构。虽然不确定的因果过程以前已经被实验证明,但这些证明依赖于实验的量子描述。然而,同样的实验数据也可以与不同描述中的明确因果结构相容。在这里,我们提出了量子形式主义之外的不确定时间顺序的第一个证明。我们表明,我们的实验结果是不兼容的一类广义概率理论满足的假设的地方和明确的时间顺序。为此,我们得到的物理约束(形式的贝尔式不等式)的实验结果在这样一类理论。然后,我们通过实验证明这些理论是无效的,违反了使用纠缠时间顺序的不等式。这提供了实验证据,表明自然界中存在着与局部性和确定的时间顺序的假设不相容的相关性。
2021-12-29 quant-ph
A Simple Proof of Locality in Quantum Mechanics
虽然量子力学允许波函数水平上的超距超距作用,但它也尊重定域性,因为真实的物理效应没有瞬时传播。我们表明,这一特点可以证明在标准的解释量子力学的一个简单的一般结果,涉及交换厄米算子对应于遥远的(因果断开)可观的。这让人想起满足相对论性量子场论中的定域性条件。
2022-01-27 physics.gen-ph quant-ph
Relativistic locality and the action reaction principle predict de Broglie fields
量子力学的标准表述违背了作用-反应原理,因而其相空间是不完备的。此外,根据作用-反应原理,当存在替代虚路径且其中一个虚路径被负检测丢弃时,间接测量下量子系统的状态投影意味着检测器上的反应,尽管其宏观状态没有改变。如果所有的相互作用都是局部的,由具有相对论因果演化的场介导,那么某些不同于遵循另一条路径的粒子的系统必须与检测器局部相互作用。相对论定域性和作用-反应原理预言了德布罗意场的存在。给出了扩展希尔伯特空间中的量子力学的一种表述,其中区分了物理量的运动学和动力学表示。
2016-05-03 quant-ph
Non-locality, Contextuality and Transition sets
我们利用跃迁集的概念讨论量子非定域性和上下文性。这种方法提供了一种方法来获得一个直接的逻辑矛盾与地方性/非上下文在EPRB gedanken实验,以及一个清晰的图形说明什么违反贝尔不等式量化。特别是,我们以图形方式显示这些违规行为是如何与非本地过渡集的措施。我们还引入了一种新形式的上下文性,{ \em测量排序上下文性},即存在交换算子$\hat{\mathcal{A}}$和$\hat{\mathcal{B}}$,使得$\hat{\mathcal{A}}$的结果取决于我们是在$\hat{\mathcal{A}}$之前还是之后测量$\hat{\mathcal{B}}$。它表明(不包括追溯因果和/或阴谋理论),任何隐藏的变量理论能够重现量子统计必须有这个属性。这概括了德布罗意和玻姆的隐变量理论的另一个特点。
2007-11-16 quant-ph
Many Worlds Model resolving the Einstein Podolsky Rosen paradox via a Direct Realism to Modal Realism Transition that preserves Einstein Locality
量子物理实验对贝尔不等式的违反否定了所有相对论微观因果的经典实模型,即短局域实模型(LRM)。非定域性,臭名昭著的“幽灵般的相互作用在一个距离”(A。爱因斯坦),已经足够的“不真实”,以激励修改“现实”在“本地现实”。这导致了许多世界,最终导致了许多思想解释。我们引入一个简单的多世界模型,解决了爱因斯坦波多尔斯基罗森悖论。该模型从经典LRM开始,从而澄清了多世界概念本身并不意味着量子物理。一些所需的非局部性,例如在相等的测量角度的反相关性,已经存在,但贝尔不等式当然不能被违反。一个简单而自然的步骤将这个LRM变成一个预测正确概率的量子模型。有趣的是,关键的一步显然不是修改定域性,而是修改实在性:以前可能仍然是直接实在论的东西变成了模态实在论。这支持了从关注量子力学的非定域性转向成熟的结构实在论的趋势,这种结构实在论保留了微观因果关系。
2011-08-08 physics.hist-ph quant-ph
Reality, measurement and locality in Quantum Field Theory
目前认为,测量过程破坏了量子场论(QFT)的局域因果性。这个信念也是基于爱因斯坦-波多尔斯基-罗森(EPR)悖论和所谓的贝尔定理,被认为是证明了一个神秘的存在,在遥远的测量之间的瞬间行动。然而,我最近已经表明,EPR参数被删除,在一个解释无关的方式,考虑到粒子物理学的标准模型,防止与一定数量的粒子纠缠态的生产。这个结果在这里被用来支持QFT的统计解释,并表明它允许与局部性和因果关系的完全和解。在这样的解释中,正如Ballentine和Jarret很久以前指出的那样,贝尔定理并没有证明任何非定域性。
2002-07-30 hep-th quant-ph
Snakes on a Hyper-Plane: Dynamical and Ontological Locality in Everettian Quantum Mechanics
Smith College(史密斯学院)
本文挑战埃弗雷特量子力学时空态实在论与相对论因果性兼容的共识,指出其非局域实在要素使动力学局域性表述复杂化,暗示其可能不兼容。
2026-09-09 quant-ph
Bulk Locality and Asymptotic Causal Diamonds
在AdS/CFT中,从边界子区域重构的块体的非唯一性激发了代码子空间的概念。我们提出了一些密切相关的结构,出现在平坦的空间。一个有用的组织思想是{ \em渐近}因果菱形(ACD):附着在闵可夫斯基空间共形边界上的因果菱形。ACD的空间由成对的点定义,每个点位于未来和过去的空边界${\cal I}^{\pm}$上。我们观察到,对于具有IR截止的平坦空间,该空间(a)编码优选类别的边界"子区域“,(b)是捕获用于局部体重构的全息数据的合理方式,(c)具有作为全息术的运动学空间的自然解释,(d)导致平坦空间中的全息纠缠熵,其匹配先前的定义并满足强次可加性,并且,(e)具有与促使在AdS/CFT中引入量子纠错的结构同构的体并/交结构。通过滑动截止,我们还注意到一个实质性的方式,其中平面空间全息不同于在AdS。尽管我们的讨论是围绕平坦空间(和AdS)展开的,但我们注意到,在其他时空中也存在ACD的概念。它们为抽象刻画全息理论中希尔伯特空间的张量子因子提供了一种协变的方法。
2022-08-04 gr-qc hep-th quant-ph
A unifying framework for relaxations of the causal assumptions in Bell's theorem
贝尔定理表明,量子力学相关性可以违反某些实验的因果结构对任何经典解释的约束。因此,很自然地要问,因果假设(例如局部性或测量独立性)必须放宽到什么程度,才能对这种实验进行经典描述。在这里,我们开发了一个概念和计算框架来处理这个问题。我们采用贝叶斯网络的语言,系统地构建替代因果结构,并使用源于因果关系的数学理论的定量测量约束松弛的程度。主要的技术见解是,由此产生的问题往往可以表示为计算上易处理的线性规划。我们证明了框架的多功能性,通过将其应用到各种场景,从放松的测量独立性,局部性和双局部性假设,到一个新的因果解释CHSH不平等侵犯。
2014-11-17 quant-ph stat.ML
Formalism Locality in Quantum Theory and Quantum Gravity
我们期望一个量子引力理论既具有概率性又具有不确定的因果结构。不确定的因果结构对理论表述提出了特殊的问题,因为在通常的理论构建方法中使用的许多核心思想都依赖于具有确定的因果结构。例如,一个在时间中演化的跨空间状态的概念要求我们有某种确定的因果结构,这样我们才能在类空超曲面上定义一个状态。我们将看到,如果我们能够以“形式主义局部”(或F-局部)的方式来表述理论,那么这些问题中的许多问题都会得到缓解。一个物理理论的表述被称为F-局部的,如果在对任何给定的时空区域进行预测时,我们只需要参考与该区域有关的数学对象。这是一个令人满意的性质,既因为效率,也因为,如果我们有不确定的因果结构,就不清楚如何选择我们的计算可能依赖的其他时空区域。通常的物理理论表述方法(时间演化状态图、历史方法和局部方程方法)都不是F-局部的。我们建立了一个框架的概率理论与不确定的因果结构。这个causaloid框架是F-局部的。我们描述如何量子理论可以制定在causaloid框架(在F-本地的方式)。这又提供了量子理论的另一种表述。然而,这个公式可能与寻找量子引力理论的问题特别相关。
2008-04-01 gr-qc hep-th quant-ph
Correlating Local Quantum Reality with Causally Disconnected Choices
本文提出通过现实量子相关器实验,展示局部量子现实与因果不相连的选择相关联,质疑EPR局域性观点。
2025-08-29 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
A separable, dynamically local ontological model of quantum mechanics
如果一个复合系统的状态等于其位于不同空间区域的部分的状态的联合,则现实模型被称为可分离的。Spekkens认为,只要允许任意违反“动力学定域性”,使用可分离的本体论模型重现量子力学的预测是微不足道的。然而,由于动力学定域性严格弱于局域因果性,这就留下了一个问题,即量子力学的本体模型是否既可以是可分的,又可以是动力学局域的。我们回答这个问题是肯定的,使用的本体论模型的基础上,以前的工作由Deutsch和海登。虽然最初制定的模型,避免贝尔定理否认测量结果在单一的,明确的结果,我们表明,该模型可以替代铸造的框架中的本体模型,贝尔定理确实适用。我们发现,由此产生的模型违反当地的因果关系,但满足分离性和动力学的地方,使它成为一个候选人的“最本地”的本体论模型的量子力学。
2015-05-19 quant-ph
A Future-Input Dependent model for Greenberger-Horne-Zeilinger correlations
本文将违反因果时间箭头但满足局域性条件的未来输入依赖模型,从一两个自旋的玩具模型扩展到三体及以上Greenberger-Horne-Zeilinger纠缠自旋的量子关联,拓展了复现量子预测的非标准因果模型适用范围。
2024-01-17 quant-ph
The causal structure of Minkowski space time: possibilities and impossibilities of secure positioning
如果证明者和验证者没有预共享数据,而不诚实的证明者具有任意量的预共享纠缠,则安全定位,即位于指定位置的证明者使位于远距离参考站的一组验证者确信他/她确实处于特定位置,被认为是不可能的[Nature 479,307-308(2011)]。我们在这里认为,目前不可能的安全定位的结果是没有利用相对论性量子信息理论的全部权力的结果,并表明,安全定位,因此基于位置的量子密码术是可能的,如果因果结构的闵可夫斯基时空和量子非局域性使用得当。
2015-05-07 quant-ph
Physics Beyond the Limits of Uncertainty Relations
本文是对因果背景子量子理论的C*-代数基础的简要非正式介绍。特别是,它解释了如何上下文属性(这是一个必要的一致性条件的所有因果子量子理论)自然出现在一定的C*-代数扩展的量子可观代数的框架内。此外,还讨论了局部性问题。它解释说,适当的非Kolmogorovian概率论,使我们能够统一与量子力学的原则的局部性和因果关系,克服了贝尔的不平等的障碍。
1999-08-10 math.QA quant-ph
Measuring Bell non-locality in the presence of signaling
City St George’s, University of London(伦敦大学城市圣乔治学院);Technische Hochschule Mittelhessen(黑森中部应用技术大学);Institute of Nuclear Physics, Polish Academy of Sciences(波兰科学院核物理研究所)
本文提出了一种在存在信号情况下量化贝尔非局域性的方法,通过最优凸分解和线性规划框架,扩展了非局域性的定义,为物理实验分析提供了新工具。
2026-03-01 quant-ph
Macroscopic locality with equal bias reproduces with high fidelity a quantum distribution achieving the Tsirelson's bound
到目前为止,两个物理原理,宏观局域性(ML)和信息因果性(IC),在区分量子关联和后量子关联方面是最成功的。然而,也有一些后量子概率分布不能用这些原则来区分。因此,有趣的是,看看单独考虑这两个原理,以及一些额外的物理上合理的约束,是否可以解释一些有趣的量子特征,否则很难重现。在本文中,我们表明,在Bell-CHSH方案中,ML随着有关的观测量的等偏约束,几乎重现了量子联合概率分布对应的最大量子Bell破坏,这是唯一的重新标记。从这个例子和卡瓦尔康蒂、萨勒斯和斯卡拉尼的早期工作中,我们得出结论,IC和ML是不等价的物理原理;满足一个并不意味着另一个也满足。
2013-10-31 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
Device-independent test of causal order and relations to fixed-points
贝尔非定域相关性不能在固定的因果结构中得到自然的解释。这是考虑模型的一个动机,在这些模型中,除了逻辑一致性之外,没有做出任何全局假设。假设一组当事人之间有固定的因果顺序,加上自由随机性,意味着设备无关的不平等-就像假设的地方。我们知道,量子理论的局部有效性与违反这些不等式是一致的。此外,对于三方或更多方,即使局部经典概率论的(更强)假设加上逻辑一致性也允许违反因果不等式。在这里,我们表明,一个经典的环境(与各方互动),可能包含循环,是逻辑上一致的,当且仅当无论涉及的各方做什么,有一个固定点,后者被表示为一个混合的确定性不动点。我们进一步表明,非因果的观点允许一个模型的计算严格比计算在世界上的固定因果顺序。
2016-04-05 quant-ph
Quantum fluctuations from a local-causal information dynamics
我们将证明,支配量子运动学和动力学的抽象和形式规则可以从信息量的变化规律或不确定度中推导出来,即系统在微观时间尺度上具有某种构型,通过施加宏观经典性条件和定域性原理,该构型被唯一地挑选出来,直到一个自由参数。然而,与标准量子力学不同的是,这个系统总是像经典力学那样始终有一个确定的构型,遵循一个随时间随机波动的连续轨迹。
2013-12-21 quant-ph
Locality and Nonlinear Quantum Mechanics
量子力学的非线性修正一般会导致违反相对论因果关系的非局域效应。我们研究了这些影响,使用量子场的泛函薛定谔方程,并确定了一种类型的非局域性,导致类空分离系统的近瞬时纠缠。我们描述了一个简单的例子,涉及广泛分离的波包(相干)状态,表明非线性薛定谔演化导致类空纠缠,即使在自由场论。
2015-01-09 gr-qc hep-th quant-ph
Quantum statistics and locality
它表明,两个观察者有相互交换的可观,如果他们能够准备在他们的公共状态空间的每个子扇区的一些状态表现出没有相互关联。这一结果建立了迄今为止在相对论量子物理学中类空分离观测者的可观测量的统计和定域性(可分辨性)之间缺失的联系,这是哈格和卡斯特勒在40年前设想的。它是基于对巧合实验的讨论,并提出了一个物理上有意义的定量测量可能违反爱因斯坦因果关系。
2004-03-21 hep-th math-ph math.MP
Lieb-Robinson Bound and Locality for General Markovian Quantum Dynamics
Lieb-Robinson界证明了在具有局域相互作用的离散量子力学系统中存在信号传播的最大速度。这将相对论因果关系的概念推广到场论之外,并在理论凝聚态物理和量子信息科学中提供了一个强有力的工具。在这里,我们通过考虑一般的马尔可夫量子演化来扩展这个开创性结果的范围,在这里我们证明了一个等价的界。此外,我们使用的广义界证明,在平稳状态的马尔可夫过程的相关性衰减的Lieb-Robinson速度和系统的弛豫时间的长度尺度集。
2010-03-18 cond-mat.stat-mech quant-ph
Statistics, Causality and Bell's Theorem
贝尔的[物理学1(1964)195-200]定理被普遍认为是建立量子物理学的非定域性。违反贝尔的不平等的实验,如方面,达利巴德和罗杰[物理学。49(1982)1804-1807]提供了真实世界中非定域性的经验证明。本文回顾了贝尔定理的最新研究成果,将其与统计学家所理解的因果关系问题联系起来。本文首先证明了一个强有力的有限样本版本的贝尔不等式,从而也证明了贝尔定理,该定理指出量子理论与三个以前没有争议的物理原理的结合是不相容的,这里指的是局部性,现实主义和自由。局部性是因果关系的方向与时间的方向相匹配的原则,因果影响需要时间才能在空间上传播。现实主义和自由直接与因果关系的统计思维有关:它们分别与反事实推理和随机化有关。贝尔型实验中的实验漏洞与观测研究中的后选择统计问题和随机随机缺失假设有关。通过将统计分析与实际的试验设计适当匹配,而不是对观察到的变量和未观察到的变量之间的独立性做出不可检验的假设,可以避免这些问题。量子兰迪挑战(QRC)的设计方法和统计问题进行了讨论。本文认为,贝尔定理(及其实验证实)应该导致我们放弃的不是定域性,而是实在论。
2015-01-30 physics.hist-ph quant-ph stat.AP
Spectral decomposition of field operators and causal measurement in quantum field theory
本文构造了玻色子量子场论中场算子的谱分解,基于此实现了具有相同局域性且不导致超光速信号的量子场测量操作。
2025-04-01 hep-th math-ph math.FA
How to use quantum theory locally to explain "non-local" correlations
J.S.贝尔的工作使许多人相信,违反CHSH不等式的相关性表明世界本身是非定域的,而且在任何明确的量子理论表述和相对论之间存在着明显的本质冲突。针对这一共识,本文认为量子理论与相对论之间并不冲突。量子理论本身帮助我们解释了这种(否则)令人困惑的相关性,它既不与贝尔的直觉定域性原理相矛盾,也不与他的定域因果性条件相矛盾。这一争论取决于对量子理论的实用主义理解,以及对该理论如何帮助我们解释的更普遍的看法。量子理论与贝尔的直觉定域性原理和他的定域因果性条件是相容的,不是因为它符合它们,而是因为它们根本不适用于量子理论。
2012-07-27 physics.hist-ph quant-ph