How the Quantum Universe Became Classical
J. J. Halliwell
这是对退相干和涌现经典性思想的非正式介绍，包括对量子理论的退相干历史方法的简单说明。它的目标是对量子理论有基本认识的大学生。重点是简单的物理概念和图片。
This is an informal introduction to the ideas of decoherence and emergent classicality, including a simple account of the decoherent histories approach to quantum theory. It is aimed at undergraduates with a basic appreciation of quantum theory. The emphasis is on simple physical ideas and pictures.
机构、总结、中文摘要均由AI分析而来，可能存在错误，请以论文正文为准。
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Playing games in quantum mechanical settings: A necessary and sufficient condition
最近的一些研究集中在博弈论中的新特征，当游戏使用量子力学工具箱（纠缠，幺正算子，测量）时。研究人员集中在两个玩家-两个策略，2x2，困境包含经典游戏，并将其转移到量子领域表明，在量子纯策略的困境，在这样的游戏可以解决，如果纠缠之间的武装与量子操作的球员分布。此外，很明显，参与者在游戏中获得了最高的收益，这在经典纯策略中是不可能的。在观察到具有许多相互作用方的物理系统的丰富动力学和量子版本的2x2游戏中纠缠的力量的鼓舞下，人们普遍认为量子版本可以通过简单地允许N-partite纠缠态轻松扩展到N-player情况。然而，在这篇文章中，我们表明，这是不正确的，因为在量子域中的经典任务的再现性对纠缠和量子算子的类型施加了限制。我们提出了一个基准的量子和经典版本的游戏的评估，并推导出物理实现的必要和充分条件。我们给出了可以和不能使用的纠缠态的例子，以及用作策略的量子算符的特性。
Universe as a Phase Boundary in a Four-Dimensional Euclidean Space
提出了空间是一个四维欧氏空间，具有普适时间。最初，这个空间充满了均匀的物质，被描绘成液体，在某个时候变得过冷。我们的宇宙开始于一个成核事件，引发了液体到固体的转变。我们所居住和直接意识到的宇宙只由三维膨胀的相界组成。我们将相邻体相中热涨落向边界的随机能量转移解释为量子涨落。费米子物质被模拟为螺旋位错;规范玻色子被模拟为声子。闵可夫斯基空间通过重新定义当地时间与垂直于边界的空间坐标成比例而动态地出现。其他功能包括几何量子引力理论，并解释了量子测量。
An Algorithm of a Virtual Quantum Computer Model on a Classical Computer
由于对量子态性质的假设，虚量子态的构建成为可能。本研究考虑了随机几何背景（随机引力背景）产生的各种量子非相互作用对象的相关性（或相干性）。在量子态虚拟模型中，实现了从单个连续随机过程产生两个（或多个）具有受控互相关因子的二分信号的简单方法。基于计算机系统随机数发生器，建立了具有随机几何背景性质的平稳随机相位模型。
Pure Quantum Correlations Between Bright Optical Beams
实验证明了光场的纯量子关联与光场的经典相干性无关。通过测量由非简并光学参量振荡器产生的一对不同频率的明亮孪生光束之间的干涉条纹的可见度和振幅正交和相位正交的相关方差，发现当经典干涉变差甚至消失时，正交量子关联完全不受影响。实验结果表明，光的量子关联并不必然意味着经典相干。
The pointer states and preferred basis of the classical world are that of definite positions and momenta. Here it is shown that the reason for the absence of superposition states is the limited resolution with which observations or measurements are made.
How classical is the quantum universe?
我们讨论两个主题，通常被认为是专门的“量子”：薛定谔方程，和不确定原理。我们表明（或更确切地说，回忆），薛定谔方程可以来自汉密尔顿方程使用的metaplexic表示。我们还表明，不确定原理，在罗伯逊-薛定谔-海森堡不等式的形式，可以制定在完美的经典条款使用的拓扑概念辛容量。
Embedding Quantum Universes into Classical Ones
量子逻辑的偏序和正交格运算是否与经典逻辑的逻辑蕴涵和联结词相对应？换句话说，从原则上讲，对量子力学的经典理解可能有多远？Kochen和Specker的一个著名结果否定地回答了上述问题。然而，这个答案只是众多可能性中的一个，并非都是否定的。我们的目的是讨论上述问题的量子世界到经典世界的映射，更具体地说，在嵌入的量子逻辑到经典逻辑;根据对嵌入的限制类型，这个问题可能得到否定或肯定的答案。
It is frequently stated that the electromagnetic vector potential acquires a fundamental role in quantum physics, whereas classically it only represents a convenient, but by no means necessary, way of representing the electromagnetic field. Here we argue that this is a historical accident due to the fact that the electromagnetic field was discovered before photons, while the electron itself was discovered first as a particle, before it became clear that it must also be treated as a wave and therefore as an excitation of the underlying electron field. We illustrate the fact that the vector pote…
Could quantum statistical regularities derive from a measure on the boundary conditions of a classical universe?
本文在经典动力学理论的框架内讨论了定义宇宙边界条件的问题，指出为了解释演化的统计性质，理论中必须包含一个关于边界条件的测度。然后提出，量子统计的量子力学也可以从这个措施。利用基于经典力学和非相对论性量子力学形式主义的简化宇宙模型，给出了这种测度的明确定义。这种测度的特殊性在于它不适用于宇宙的初始条件，即粒子的初始位置和动量，而是适用于它们的初始位置和最终位置，从这些位置可以用最小作用量原理导出路径。这个问题的表述是至关重要的，它得到了以下观察的支持：把宇宙边界条件的确定比作实验室系统的准备是不正确的，在实验室系统中，系统的初始条件显然是确定的。一些可能的反对这一理论进行了讨论。具体来说，EPR悖论进行了讨论，它是解释表明，在一般情况下，对宇宙的边界条件的措施产生preinteractive相关性，并在存在这种相关性贝尔不等式不能再被证明是正确的。最后，它表明，如果一个扩大的动力学计划的理论，包括现象，如粒子的衰变和湮灭，最小作用量原理允许系统的不确定性演化。
Decoherence shows how the openness of quantum systems -- interaction with their environment -- suppresses flagrant manifestations of quantumness. Einselection accounts for the emergence of preferred quasi-classical pointer states. Quantum Darwinism goes beyond decoherence. It posits that the information acquired by the monitoring environment responsible for decoherence is disseminated, in many copies, in the environment, and thus becomes accessible to observers. This indirect nature of the acquisition of information by observers who use the environment as a communication channel is the mechani…
Consensus About Classical Reality in a Quantum Universe
该研究基于量子达尔文主义，利用信息论互信息度量量化观测者通过环境碎片获取系统信息时的共识，证明信息充足时观测者会就指针态达成一致，并通过模型与模拟验证，揭示经典世界从量子宇宙中涌现的机制。
From the universe to subsystems: Why quantum mechanics appears more stochastic than classical mechanics
通过经典和玻尔兹曼的量子力学的例子，我们说明了著名的玻尔兹曼的想法，如何从法律定义的宇宙作为一个整体的动力学关系描述子系统的演变。我们解释了概率如何进入这个过程，量子概率和经典概率有什么共同之处，它们的区别究竟在哪里。
Quantum Mechanics, Quantum Gravity, and Approximate Lorentz Invariance from a Classical Phase-Boundary Universe
考虑了四维欧氏空间中具有普适时间的经典动力系统。这个空间被假设最初被一种均匀的物质占据，被描绘成一种液体，在某个时候变得过冷。我们的宇宙开始于一个成核事件，引发了液体到固体的转变。我们所居住和直接感知的宇宙只由三维膨胀的相界--一个结晶表面--组成。我们将相邻体相的热涨落向边界的随机能量转移解释为量子涨落，并给出了随机量子化技术的物理实现。费米子物质被模拟为螺旋位错;规范玻色子被模拟为表面声波。闵可夫斯基空间通过重新定义当地时间与垂直于边界的空间坐标成比例而动态地出现。洛伦兹不变性只是近似的，光子谱（现在是声子谱）有一个最大能量。其他特征包括基于弹性理论的几何量子引力理论，以及将量子测量过程简单解释为自发对称性破缺。现在，过去和未来是物理上不同的区域，现在是一个独特的表面，我们的宇宙正在不断构建。
Classical and Quantum Correlations of Scalar Field in the Inflationary Universe
利用粒子探测器模型研究了暴胀宇宙中量子场的经典关联和量子关联。通过研究两个同向运动的探测器与标量场相互作用时的纠缠和关联，发现当探测器的物理距离超过哈勃视界时，它们之间的纠缠变为零。在超视界尺度下，总关联的量子部分即量子不和谐趋于零。这些行为支持了暴胀时代产生的量子涨落的经典性质。
From a quantum world to our classical Universe
该研究围绕宇宙结构起源的量子涨落的量子-经典转变展开，回顾其核心特征并强调Alexei Starobinsky的相关作用，兼具量子理论基础与观测天文学意义。
The quasiclassical realms of this quantum universe
我们的非确定性量子宇宙最显著的可观测特征是时间、地点和尺度的广泛变化，经典物理学的确定性定律在这些变化中保持着极好的近似。这篇文章描述了如何从宇宙的状态和动力学的量子理论中出现这个领域的经典可预测性的日常经验。
We study the applicability of quantum algorithms in computational game theory and generalize some results related to Subtraction games, which are sometimes referred to as one-heap Nim games. In quantum game theory, a subset of Subtraction games became the first explicitly defined class of zero-sum combinatorial games with provable separation between quantum and classical complexity of solving them. For a narrower subset of Subtraction games, an exact quantum sublinear algorithm is known that surpasses all deterministic algorithms for finding solutions with probability $1$. Typically, both Nim …
Quantum-to-classical transition for fluctuations in the early Universe
根据早期宇宙的暴胀理论，宇宙中所有的不均匀性都是真正的量子起源。另一方面，观察这些不均匀性并测量它们，显然没有观察到特定的量子力学性质。我们展示了如何从其固有的量子引力性质的经典行为的过渡来-过渡，其中没有一个成功的定量预测的通货膨胀的情况下，为当今的宇宙是改变。这是由两个属性实现的。首先，早期宇宙中量子引力效应产生的时空度规扰动的量子态由于宇宙的膨胀而变得非常特殊（高度压缩）（只要扰动的波长超过哈勃半径）。第二，通过环境的退相干将场幅度基区分为指针基。这使得扰动目前无法区分随机经典的不均匀性。
Spontaneous collapse models lead to the emergence of classicality of the Universe
本文提出用波函数自发坍缩模型解释宇宙从量子叠加态到单一经典几何的涌现，并应用于广义相对论与参数化幺模引力模型，同时为宇宙学常数问题提供可能解释。
Julian Schwinger: Nuclear Physics, the Radiation Laboratory, Renormalized QED, Source Theory, and Beyond
朱利安·施温格对二十世纪科学的影响是深远而普遍的。当然，他最著名的是量子电动力学的重整化理论，他与理查德·费曼和Sin-itiro Tomonaga分享了诺贝尔奖。虽然这一胜利无疑是他最英勇的工作，但他的遗产主要是通过经典电动力学、量子变分原理、适当时间方法、量子异常、动力学质量生成、部分对称性等方面的微妙而优雅的工作而流传下来的。从一个男孩开始，他在20世纪30年代末迅速成为杰出的核物理学家，在第二次世界大战期间领导了麻省理工学院雷达技术的理论发展，然后，在战争结束后不久，征服了量子电动力学，并成为量子场论的领导者20年，然后在他的最后四分之一个世纪里走上了一条更加偶像化的路线。
Classical and Quantum Causality in Quantum Field Theory. Or, "The Quantum Universe"
基于大量实验验证的物理观测，有人认为量子力学的标准原理应该应用于整个宇宙。因此，提出了一种范式，其中整个宇宙是由一个纯态波函数包含在一个可分解的希尔伯特空间的巨大尺寸，并在此状态矢量是由连续应用程序的运营商，对应于酉旋转和厄米特测试。此外，因为根据定义，宇宙包含一切，所以有人认为这些算符必须是自指选择的;系统的整体动力学被设想为类似于一个巨大的、自治的量子计算。宇宙如何能够选择这些运营商，而不需要或参考一个虚构的外部观察者的问题得到解决。传统物理学可能从这个基本的，数学的和全球性的现实描述恢复的过程进行了特别的研究。具体而言，它表明，通过考虑不断变化的属性，可分性和因式分解的状态和运营商的宇宙收益虽然一系列的离散计算，熟悉的概念，如经典的可扩展性，粒子物理学，空间，时间，狭义相对论和endo-physical实验都可以开始出现从拟议的图片。因此，讨论了宇宙学的前几何视野，所有的物理学最终产生于基础数学结构的元素之间发生的关系。
Quantum Optics with Quantum Gases
量子气体的量子光学代表了一个新的领域，其中光和超冷物质的量子性质起着同样重要的作用。直到最近，光与物质相互作用的量子极限才在实验上变得可行。在传统的量子光学中，冷原子被认为是经典的，而在量子原子光学中，光被用作基本上经典的辅助工具。一方面，光阱势的量子化可以显著地改变原子的多体动力学，这是众所周知的，只有经典势。另一方面，原子涨落可以改变散射光的性质。
Entanglement of Coarse Grained Quantum Field in the Expanding Universe
我们研究了膨胀宇宙中量子场的纠缠。通过引入一个使用粗粒度标量场的二体系统，应用基于部分转置操作的可分性准则，数值计算了不同空间区域之间的二体纠缠.我们发现，当两点的空间距离超过哈勃视界后，初始纠缠态变为可分离态或解纠缠态。这就为量子涨落经典性的出现提供了必要条件。我们还研究了量子场可作为经典随机变量的经典性条件。
Semi-classical Universe Near Initial Singularity
量子宇宙的性质在极小的时空尺度上的研究在半经典的方法来定义良好的量子模型。结果表明，在初始宇宙学奇点附近，量子引力效应h以附加物质源的形式出现，并具有负压和超硬物质的状态方程。本文给出了用辐射和量子性质的附加物质源表示物质的引力理论方程的解析解，指出在宇宙演化阶段，当量子修正~ h支配辐射时，在五维欧氏平坦空间中，宇宙的几何由与单位四球面的度量共形的度量来描述。在辐射主导的时代度规被发现是共形的单位双曲面嵌入在一个五维的洛伦兹签名的平坦空间。宇宙的起源可以被解释为系统从相空间中具有虚时间轨迹的区域到运动方程具有实时解的区域的量子跃迁。在两个区域之间的边界附近，宇宙几乎经历了指数膨胀，在辐射支配物质的作用下，宇宙平稳地进入膨胀。作为这样一个量子跃迁的结果，宇宙的几何形状发生了变化。这与膨胀宇宙从“无”成核后几何可能发生变化的假设是一致的。
The quantum to classical transition of fluctuations in the early universe is still not completely understood. Some headway has been made incorporating the effects of decoherence and the squeezing of states, though the methods and procedures continue to be challenged. But new developments in the analysis of the most recent Planck data suggest that the primordial power spectrum has a cutoff associated with the very first quantum fluctuation to have emerged into the semi-classical universe from the Planck domain at about the Planck time. In this paper, we examine the implications of this result o…
A version of the quantum theory of gravity based on the concept of the wave functional of the universe is proposed. To determine the physical wave functional, the quantum principle of least action is formulated as a secular equation for the corresponding action operator. Its solution, the wave functional, is an invariant of general covariant transformations of space-time. In the new formulation, the history of the evolution of the universe is described in terms of coordinate time together with arbitrary lapse and shift functions, which makes this description close to the formulation of the pri…
Classical versus quantum evolution for a universe with a positive cosmological constant
考虑一个具有正宇宙学常数的均匀各向同性宇宙学模型。物质扇区由一个无质量的标量场给出，它可以作为一个内部时间去参数化理论。这个想法是研究和比较量子和经典概率分布的演化，通过在相应的时刻对两种分布进行分解。对于数值分析，将选择体积中的初始峰值高斯状态。此外，为了检查某些结果的鲁棒性，作为初始状态，还将研究轻微变形的高斯以及另一种完全不同的状态。指出了经典矩和量子矩之间的异同。特别是，对于一个子集的时刻，经典和量子演化是非常相似的，但某些变量显示出显着的差异。
Semiclassical Mixmaster Universe
在哈密顿形式下半经典研究了Mixmaster宇宙学与标量场的耦合，发现有效宇宙学在膨胀前经历多次小反弹，各向异性在反弹时先升后降，且有效系统中的混沌程度较经典情况有所减弱。
Comparative description of the evolving universe in classical and quantum geometrodynamics
给出了根据广义相对论对宇宙随时间演化的描述，并与用半经典波函数对同一宇宙的量子描述进行了比较。时空几何由罗伯逊-沃克度规决定。结果表明，量子几何动力学的主方程可化为非线性Hamilton-Jacobi方程。它的非线性是由一个新的引力场源引起的，它具有纯粹的量子动力学性质，是普通物质源的补充。在半经典近似中，非线性运动方程被线性化，并简化为具有刚性Zel'dovich物质形式的引力（或反引力）量子源的Friedmann方程。得到了不同类型物质能量占主导地位的宇宙的半经典波函数。作为例子，我们讨论了辐射、正压流体或新的量子物质-能量占支配地位的情况。计算了从辐射占主导地位的量子态到尘埃正压流体占主导地位的量子态的跃迁概率。这个概率与物质辐射相等时代的物质密度差具有相同的数量级。
Classical Behaviour After a Phase Transition: II. The Formation of Classical Defects
经典缺陷（单极、涡旋等）是量子场的许多相变的特征结果。这些缺陷很可能包括早期宇宙中的跃迁，而这些缺陷预计将存在于今天的宇宙中。我们继续分析了在量子场论中二阶相变后的经典行为，并说明了在这种相变后缺陷是如何出现的
Unified meta-theory of information, consciousness, time and the classical-quantum universe
随着时间在我们感知的现实世界中的推进，现有的信息被保留下来，新的信息被添加到历史中。所有可能在历史中被编码的信息都必须是关于一些基本的，独特的，非时间的和前物理的结构：裸露的世界。科学家发明模型世界来有效地解释现实世界的各个方面。本文探讨了裸世界、真实世界和模型世界之间的特征和关系。时间--过去、现在和未来--自然得到解释。量子不确定性和状态归约都是时间进步所必需的，因为不可预测的新信息必须添加到历史中。确定性进化保留了现有的信息。关于裸世界的有限但稳步增长的信息被共同编码在同样不确定的时空几何和量子物质中。因为几何学不包含独立于物质的信息，所以没有必要否认引力。在时间的原点，信息归零，几何和物质逐渐消失。
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。
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