Does quantum nonlocality irremediably conflict with Special Relativity?
我们重新考虑了量子非定域性的相容性问题和对相对论不变理论方案的要求。我们首先讨论T. Norsen [arXiv：0808.2178]在这个问题上，我们扩大我们的考虑，给出了一个概念上的相关问题，本文致力于一个一般的图片。
2009-12-01 quant-ph
Simulability of observables in general probabilistic theories
不相容性的存在是量子理论最基本的特征之一，并且可以在理论的许多区别特征的核心中找到，例如贝尔不等式违反和无广播定理。通过经典操作从现有观测量中获得新观测量的方案，即所谓的观测量模拟，导致了测量相容性概念的扩展。我们认为，在一般概率理论的操作框架内的可观测量的模拟，并引入模拟不可约化的概念。虽然一个模拟不可约观测只能模拟本身，我们表明，任何观测可以模拟模拟不可约观测，这在量子的情况下，对应于极端的秩1正算子值的措施。我们还考虑的情况下，一组模拟器是限制在两种方式之一：无论是在模拟可观的数量或其数量的结果。前者被认为是密切相关的兼容性和$k$兼容性，而后者导致二分法的观测量的部分特征。除了量子的情况下，我们进一步证明了这些概念的状态空间描述的正多边形。
2018-06-01 quant-ph
The incompatibility of quantum channels in general probabilistic theories
本文针对一般概率理论中复合系统定义不唯一的问题，引入最小张量相容性与近量子相容信道对概念，通过量子比特含噪恒等信道实验，证明三者相容集合存在严格包含关系。
2024-09-02 quant-ph
From Quantum Cryptography to Intuitionism and beyond: relativity, many-worlds and non-locality
University of Geneva（日内瓦大学）；Constructor University（康斯特鲁克特大学）
本文在纪念 Gilles Brassard 七十岁生日时，提出有限速率创造新信息的想法，并发展“不确定性是相对的”观点，以阐明相对论与非定域性的相容性。
2026-09-09 quant-ph
Incompatibility in general probabilistic theories, generalized spectrahedra, and tensor norms
在这项工作中，我们调查测量不兼容的一般概率理论（GPT）。我们展示了相容测量的几个等价刻画。第一个是关联地图的积极性。第二个问题涉及到包含某些广义谱面体的相容性。为此，我们将自由谱面理论推广到有序向量空间。第三个特征连接的兼容性二分法测量的比例张量crossnorms的Banach空间。我们使用这些特征来研究不同GPT中存在的不相容性的量，即它们的相容性区域。对于中心对称的GPTs，我们证明了相容度是由相关Banach空间的张量积的内射和投射范数之比给出的。这使我们能够完全表征几个GPT的兼容区域，并获得最佳的通用边界的兼容度的1-求和常数的相关的Banach空间。此外，我们发现新的界限最大的不相容性存在于三个以上的量子比特测量。
2022-05-11 math-ph math.FA math.MP
Wave Function Collapse, Lorentz Invariance, and the Third Postulate of Relativity
本文提出通过修改薛定谔方程引入随机非线性项，以解释测量引起的量子态变化，并证明其洛伦兹不变性，同时将局部可交换性视为相对论的第三公理。
2026-02-11 quant-ph
Operational General Relativity: Possibilistic, Probabilistic, and Quantum
在本文中，我们开发了一个操作的广义相对论类似的精神，现有的操作公式的量子理论。为此，我们引入了一个由标量场构建的运算空间（或操作空间）。运算空间中的一点对应于某个指定的标量场集合，该集合取某个给定的重合值。我们断言，op-space是我们观察世界的空间。我们还引入了代理的概念（这对应于设置旋钮设置的能力，就像在操作量子理论中一样）。代理人的行动的影响应该只会被感觉到的未来，所以我们也引入了一个时间方向字段。代理和时间方向可以被理解为有效的概念。我们展示了如何制定广义相对论作为一个可能性理论和概率理论。在可能性的情况下，我们提供了一个组合框架，用于计算一些操作描述的情况是否可能。在概率版本中，我们引入概率，并提供一个组成框架，用于计算一些操作描述的情况的概率。最后，我们来看看量子的例子。我们回顾了量子理论的算符张量公式，并用它来建立一个既可操作又可合成的量子场论方法。然后我们考虑解决量子引力问题的策略。通过只提到运算量，我们能够为可能性、概率和（新生的）量子情形提供公式，这些情形在非同态下是明显不变的。
2016-08-24 gr-qc hep-th quant-ph
Incompatibility of observables, channels and instruments in information theories
本文在操作概率理论框架下研究测试的相容性，提出强相容与弱相容概念，并证明理论存在不相容测试的充要条件是无法在不干扰下提取信息。
2022-04-23 quant-ph
A hierarchy of compatibility and comeasurability levels in quantum logics with unique conditional probabilities
在量子力学的希尔伯特空间形式主义中，概率解释是一个后来的特别附加，或多或少由实验证据强制执行，但不是由数学模型本身驱动的。具有唯一条件概率的量子逻辑提供了一个从一开始就包含明确概率解释的模型。它包括冯诺依曼代数中的投影格，并且在这里概率条件化变得与Lueders-von Neumann测量过程的状态转移相同。这激发了在具有唯一条件概率的量子逻辑的抽象设置中定义五个兼容性和可comeasurability级别的层次结构。它们的含义是：不存在量子干涉或影响，存在联合分布，同时可测量性，以及两次连续测量后最终状态与这两次测量的顺序无关。另一个层次意味着量子逻辑的两个元素（事件）属于同一个布尔子代数。在一般情况下，五个相容性和可共性水平似乎不同，但它们在量子力学的希尔伯特空间形式主义中，在冯诺依曼代数中，以及在其他一些情况下都是一致的。
2010-01-10 math-ph math.MP quant-ph
Probabilistic logic of quantum observations
一个概率命题逻辑，赋予认知组件断言（非）相容性的可对角化和有界的可观的，提出并说明了推理的随机结果的投影测量上一个给定的量子态。假设同时测量意味着潜在的可观测量是兼容的。借助于实封闭的序域的可判定一阶理论，给出了一个可靠的弱完备公理化。所提出的逻辑被证明是经典命题逻辑的保守扩展。
2018-03-19 math.LO quant-ph
Could Inelastic Interactions Induce Quantum Probabilistic Transitions?
什么是量子实体？量子域是确定性的还是概率性的？正统的量子理论（OQT）无法回答这两个基本问题。由于未能回答第一个问题，OQT有非常严重的缺陷：它不精确、模棱两可、特别、无法解释、不适用于早期宇宙，也不适用于整个宇宙，因此它本质上不能与广义相对论统一起来。有人认为，概率论提供了一个非常自然的解决方案，量子波/粒子的困境，并承诺导致一个完全微观现实的，可测试的版本的量子理论是免费的缺陷OQT。研究表明，非弹性相互作用可以诱导量子概率跃迁。
2018-06-02 quant-ph
Quantum probability from a geometrical interpretation of a wave function
量子理论的概率预言是个谜。我通过对波函数的几何解释解开了这个谜。这表明了量子理论和相对论之间的统一。这表明多世界解释也是正确的。
1999-11-21 quant-ph
On the Relativity of Quantumness as Implied by Relativity of Arithmetic and Probability
该研究通过双射构建同构算术与概率的层级结构，证明量子性具有算术与概率体系依赖的相对性，还给出单态概率的三层级解释及Fubini–Study测地距离的新算术诠释。
2025-10-01 quant-ph
Wavefunctions and Minkowski Space-Time: On the Reconciliation of Quantum Theory with Special Relativity
研究了相对论性时空结构对量子机械波函数物理描述的意义。在详细分析贝尔的局部因果关系的概念，这是违反了量子理论的基础上，我们认为，这是一个微妙的，以及一个重要的努力。详细分析了相对论性量子力学中的一个中心条件，即局域交换性，并给出了可能的证明。阿哈罗诺夫和阿尔伯特提出的量子力学测量程序说明了与闵可夫斯基时空相关的波函数约化含义的复杂性。这个过程及其相对论的影响明确分析和讨论的状态演化。这种分析表明，通常的状态演化概念在相对论性量子理论中是失败的。给出了该问题的两种可能的解决方案。特别是，它表明，也是一个理论与一个杰出的叶理的时空到空间一样的叶子-占非局部性-作出正确的预测阿哈罗诺夫-阿尔伯特实验。我们将反复遇到，仅仅对波函数的分析不足以回答理论的相对论相容性问题，但理论所预言和描述的时空中的实际事件是至关重要的。精确描述时空中实际过程的量子力学理论的相对论版本在附录中简要描述和讨论。
2020-10-05 quant-ph
Towards Quantum Gravity: A Framework for Probabilistic Theories with Non-Fixed Causal Structure
广义相对论是一种因果结构不固定的确定性理论。量子理论是一种具有固定因果结构的概率理论。在本文中，我们建立了一个框架的概率理论与非固定因果结构。它结合了广义相对论和量子理论的基本要素。建筑的关键思想是物理压缩。物理学理论是关于量的.因此，如果我们指定一个足够大的量集合（这是压缩集），我们就可以计算所有其他的量。我们采用了三种物理压缩。首先，我们将它局部地应用于可能在时空的特定区域中测量的量（实际上是概率）。然后我们考虑复合区域。我们发现，有一个第二层次的物理压缩的复合区域以上的第一级物理压缩的组成部分地区。第一级和第二级物理压缩的每个应用由矩阵量化。我们发现，这些矩阵本身是相关的物理理论，因此可以受到压缩。这是物理压缩的第三个层次。这第三层物理压缩产生了一个新的数学对象，我们称之为因果线。从一个特定的物理理论的因果线，我们可以计算出物理理论所能计算的一切。这种方法允许我们建立一个框架来计算数据中的概率相关性，而不需要强加一个固定的因果结构（如背景时间）。我们展示了如何把量子理论在这个框架中（从而提供了一个新的制定这个理论）。我们指出如何广义相对论可能被放入这个框架，以及如何框架可能被用来构建一个理论的量子引力。
2006-08-09 gr-qc hep-th quant-ph
Theory-Independent Context Incompatibility: Quantification and Experimental Demonstration
Federal University of Paraná（巴拉那联邦大学）；Federal University of Minas Gerais（米纳斯吉拉斯联邦大学）
本文提出理论无关上下文相容性的概念，通过实验验证量子系统在该概念下的显著违反程度，扩展了概率理论并揭示了不相容性在非本地相关性中的作用。
2026-03-06 quant-ph
Principle of relativity for quantum theory
在非相对论物理学中，假设事件的时间顺序和因果顺序（告诉两个事件之间是否存在因果关系）都是绝对的，与观察者无关的属性。另一方面，在相对论物理学中，时间顺序依赖于为物理事件分配时空坐标的观察者，只有因果顺序被认为是观察者独立的属性。在本文中，它表明，量子理论可以被认为是一个物理理论中的因果关系（以及时序）排序的概率事件发生在实验中可以被视为一个观察者依赖的属性。
2012-12-29 gr-qc quant-ph
Probabilistic one-time programs using quantum entanglement
本文提出一种利用纠缠量子比特对改进的概率性一次性程序协议，解决了先前方案需即时使用和光学切换的缺陷，实现了计数率提高四个数量级及延迟执行，并在维也纳地下光纤链路演示，兼容量子互联网。
2020-08-05 quant-ph
Relativity Is Not About Spacetime
量子测量的预言与宏观观测的相对论是一致的，但如何从根本上解释这种一致性，人们还没有达成共识。普遍的假设是，时空的相对论性结构应该为任何微物理解释提供框架。这种偏见在很大程度上是由于我们对局部因果关系的直觉，即所有物理过程都以连续的方式在空间中传播。我认为相对论不是局域因果关系的保证，也不是关于时空的本体论特征。相反，它是物理过程的时空描述的观测等价性的表达。这种观测等价性是由于量子理论本质上的概率性质。
2012-10-09 gr-qc physics.hist-ph quant-ph
Quantum Theory finally reconciled with Special Relativity
1935年，爱因斯坦、波多尔斯基和罗森（EPR）指出，量子力学显然隐含着某种神秘的、瞬间的超距超距作用。这个悖论被认为与理论的概率性质有关，但是由于涉及“隐藏变量”的确定性替代方案很难与实验相一致，科学界现在正在接受这种“量子非定域性”，就好像它是一个现实。然而，我最近认为量子电动力学不受EPR悖论的影响，因为在任何实验的任何步骤中都可能存在未观察到的“软光子”的数量是不确定的。在这里，我将提供一个更一般的证明，基于一种对“测量问题”的方法，这种方法意味着量子场论与狭义相对论的完全和解。最后，我将对量子理论本身的解释进行一些思考。
2001-11-15 hep-th quant-ph
Quantum mechanics as a statistical description of classical electrodynamics
结果表明，量子力学是一个可信的统计描述的经典电动力学描述的本体。关于量子力学与经典本体论的兼容性的各种不可行定理没有产生矛盾的原因，可以追溯到相互作用粒子的经典电动力学从未被给出一致的定义。一旦这样做了，我们的猜想随之而来，而自然，包括一个纯粹的经典解释光子相关的现象。我们的分析完全依赖于相对论所包含的块宇宙观。
2019-12-22 quant-ph
Mutual compatibility/incompatibility of quasi-Hermitian quantum observables
本文研究准厄米量子力学中两个非厄米可观测量共享同一物理内积度规的条件，提出并讨论了 $Θ=Θ(A_1,A_2)$ 存在性的判据，揭示了准厄米可观测量的相互兼容与不兼容机制。
2025-05-01 math-ph math.FA math.MP
Exploring the feasibility of probabilistic and deterministic quantum gates between T centers in silicon
本文研究了硅中单个T中心之间的多种量子门协议，包括概率性光子干涉方案、近确定性光子散射门和确定性磁偶极子方案，并通过分析计算发现带反馈的光子干涉方案在效率和保真度上具有竞争力，值得实验探索。
2025-09-12 physics.optics quant-ph
Probability Theories with Dynamic Causal Structure: A New Framework for Quantum Gravity
量子理论是一种具有固定因果结构的概率理论。广义相对论是一个确定性理论，但其中的因果结构是动态的。量子引力是一个具有动态因果结构的概率理论。本文的目的是提出一个框架，这样的概率演算。我们定义了一个操作概念的时空，这是由基本区域。这种形式主义的核心是一个我们称之为因果类的对象。该对象通过量化的方式来捕获关于隐含在数据中的因果结构的信息，在该方式中，当在组成区域之间存在因果联系时，减少建立复合区域的状态所需的测量的数量。这种形式主义把所有的基本区域放在平等的基础上。它不需要我们强加固定的因果结构。特别是，没有必要假设背景时间的存在。值得注意的是，给定因果线，我们可以计算所有相关的概率，因此因果线足以指定物理理论的预测方面。我们展示了如何某些causaloid可以表示的暗示图，我们展示了如何代表经典概率论和量子理论的causaloid。虽然我们推测这是可能的，但我们没有给出广义相对论的因果关系式。这里提出的工作表明了一个旨在寻找量子引力理论的研究计划。这个想法是使用因果形式主义以及从两个理论中提取的原则，将广义相对论的动态因果结构与量子理论的概率结构结合起来。
2005-09-29 gr-qc quant-ph
Time-asymmetry of probabilities versus relativistic causal structure: an arrow of time
相对论中因果结构的对称性与具有输入和输出的概率设备的信号能力之间存在不相容性：虽然相对论中的时间反演不会引入在类空分离区域之间发送信号的能力，但对于具有类空分离输入-输出对的概率设备来说，情况并非如此。我们明确地描述了一个非信号设备，成为一个完美的信号设备下的时间反转，时间反转可以被概念化为播放一个代理操纵设备的录像带。这导致了一个时间箭头，在研究类空分离区域事件的相关性时，这个箭头是可以识别的。令人惊讶的是，虽然Popuscu-Roerlich盒的时间反转也允许代理人发出信号，但它并没有产生完美的信号装置。最后，我们使用后选择实现了时间反转，这可能会导致实验实现。
2011-09-06 gr-qc quant-ph
Probability, Preclusion and Biological Evolution in Heisenberg-Picture Everett Quantum Mechanics
事实上，某些“特殊”的概率现象-特别是宏观违反热力学第二定律-从来没有被观察到发生，可以解释为采取硬排除作为一个基本的物理定律;即排除存在事件对应于非常小的，但非零值的量子力学重量。这种方法是不符合通常的本体论的埃弗雷特解释，其中的结果对应于分支的状态向量，但可以成功地实现使用海森堡图像为基础的本体论，其中的结果被编码在变换的运营商。硬排除可以为生物进化提供一种解释，而生物进化反过来又可以解释我们对“普通”概率现象的主观体验和反应，以及这些体验和反应与我们通常认为是由物理定律产生的客观概率的兼容性。
2021-06-24 quant-ph
Galilei covariance and Einstein's equivalence principle in quantum reference frames
薛定谔方程在伽利略助推下的协变性，以及非相对论性量子力学与爱因斯坦等效原理的相容性，长期以来都被限制在一个超选择规则的存在上，这个规则将阻止在不同质量的叠加态中发现量子粒子。为了避免这种权宜之计，从而允许非相对论量子力学解释不稳定粒子，最近的工作表明，通常的伽利略变换与洛伦兹变换所隐含的非相对论极限不一致。在这里，我们以一种根本不同的方式来处理这个问题。利用幺正变换的形式主义，并采用量子参考系，而不是非物质的坐标系，我们表明，薛定谔方程，虽然形式的变化，是完全兼容的上述相对性原理。
2015-02-12 quant-ph
Bell's theorem and the measurement problem: reducing two mysteries to one?
根据霍华德·怀斯曼和作者最近从因果原理出发对贝尔定理的重新表述，我认为贝尔的工作所带来的量子理论和相对论之间的冲突可以通过修正我们经典的因果关系概念来缓和。我回顾了最近提出的因果关系的量子理论的一些建议，这些建议朝着这一目标迈出了巨大的步伐，但强调了所有那些不满足贝尔现实主义倾向的理论所共有的一个属性。它们需要（隐式或显式）以代理为中心的概念，如“可观察”和“不可观察”，或“观察到”和“未观察到”。因此，他们通过强调一个更经常与量子理论中另一个深层概念问题联系在一起的问题来缓解围绕贝尔定理的紧张局势：测量问题。然而，我并不反对这些术语，而是认为我们应该理解，为了达到量子理论和相对论之间的兼容性，为什么它们似乎是必要的，至少在表面上是必要的。这似乎表明，因果关系以及因果结构是涌现的现象，并支持这样一种观点，即解决量子理论和相对论之间的冲突需要解决测量问题。
2016-02-24 physics.hist-ph quant-ph
The arithmetic of uncertainty unifies quantum formalism and relativistic spacetime
量子力学和相对论极大地改变了我们对宇宙的理解，开创了现代物理学的时代。量子理论以概率的方式处理小尺度上的物体，而相对论则以经典的方式处理空间和时间中的运动。我们在这里表明，量子理论和相对论的数学结构都是从纯粹的思想出发的，它们都是由同样的基本的“组合和排序”对称性所定义和唯一约束的，而这些对称性是标准算术和概率的基础。关键是不确定性，它不可避免地伴随着对数量的观察，并迫使使用成对的数字。这种对称性直接导致了复杂的“$\surd\mathord-1$“算法（量子力学的标准演算）和相对论时空的洛伦兹变换的使用。因此，一维的时间和三维的空间被认为是物理学的深刻和必然的框架。
2020-12-19 physics.gen-ph quant-ph
A general framework for cyclic and fine-tuned causal models and their compatibility with space-time
本研究提出一个适配循环、微调及非经典因果影响的通用因果建模框架，定义操作性与相对论性因果概念的独立表述及二者联系，给出时空嵌入的兼容性条件，识别多类因果循环并引入高阶影响关系以助力微调因果模型的因果发现。
2022-09-07 gr-qc math.ST quant-ph
Categorical Quantum Mechanics I: Causal Quantum Processes
我们从过程本体论中推导出量子理论的范畴论主干。更具体地说，我们把量子理论看作是一种系统、过程及其相互作用的理论。在这三部分概述的第一部分中，我们首先介绍了图的一般理论，特别是弦图。我们讨论了为什么图表是发展科学理论的一个非常自然的起点。然后我们定义过程理论，并定义量子类型的一个非常一般的概念。我们展示了我们的过程本体论如何使我们能够断言因果关系，即量子理论和相对论的兼容性，我们证明了无信号定理。其他值得注意的贡献包括新的，优雅的推导无广播定理，unitarity的演变，和Stinespring膨胀，所有的任何'量子'类型的一般类的过程理论。
2016-05-27 math.CT quant-ph
Probabilistic deconstruction of a theory of gravity, Part II: curved space
本文提出时空体积测度是受量子动力学约束的概率测度，并在反德西特JT引力中证明爱因斯坦方程源于量子随机过程下概率的演化，进而猜想广义相对论产生于该概率演化的半经典极限。
2023-11-12 cond-mat.str-el gr-qc hep-th
Double Solution with Chaos: Completion of de Broglie's Nonlinear Wave Mechanics and Its Intrinsic Unification with the Causally Extended Relativity
两个具有一般参数的相互作用的原场系统相对于随机选择的中心和反向扩展的非线性压缩（还原）的不断循环是不稳定的，这形成了作为基本粒子观察到的量子拍的因果概率过程（quant-ph/9902015）。在这里，我们表明，新兴的波粒二象性，空间和时间导致狭义相对论和量子力学的方程，从而提供了它们的因果扩展和统一。相对论性惯性质量（能量）被普遍定义为混沌量子拍频过程的时间速率（频率）。同样复杂的动力学过程和质量解释了万有引力，因为电磁原场中的任何减少事件也涉及（直接不可观测的）引力原场，从而增加其张力并影响其他粒子的量子拍频。这种复杂的万有引力动力学机制提供了广义相对论的因果性扩展，它与因果量子力学和狭义相对论内在地统一在一起，同时也提供了所有四种“基本力”的物理起源和统一（也是gr-qc/9906077）。狄拉克量子化规则的动力学起源也被揭示出来，并被用于狄拉克和薛定谔方程的第一原理推导，这些方程描述了场粒子及其最简单系统中同样不可约的复杂的内部非线性相互作用过程（quant-ph/9511034 - quant-ph/9511038）。经典的、动态局部化的行为自然地以更高层次的复杂性出现，表现为基本束缚系统（如原子）的形成。
1999-12-09 chao-dyn gr-qc nlin.CD
Thermodynamics and the structure of quantum theory
尽管量子理论在经验上取得了巨大的成功，但它的形式主义仍然提出了一些基本问题：为什么自然界是用复杂的希尔伯特空间来描述的，我们可以合理地期望在某些物理学领域中找到它的哪些修改？在这里，我们解决这些问题，通过研究如何与热力学相容约束结构的量子理论。我们采用了两个假设，任何具有合理热力学行为的概率理论都应该满足这两个假设。在广义概率理论的框架下，我们表明，这些假设已经暗示了量子理论的重要方面，如自对偶性和类似物的投影测量，子空间和特征值。然而，他们可能仍然承认一类超越量子力学的理论。使用冯诺依曼的思想实验，我们表明，这些理论承认一个一致的熵热力学概念，并证明第二定律适用于投影测量和混合程序。此外，我们研究了额外的熵类量的测量概率和凸分解概率的基础上，并揭示了这些数量和Sorkin的高阶干扰的概念之间的关系。
2017-04-26 hep-th math-ph math.MP
Probability theory as a physical theory points to superdeterminism
从某种意义上说，概率论作为一种物理理论，是现有的最普遍的物理理论，比相对论和量子力学更具包容性，后者遵循概率论。认真对待这个简单的事实，我认为概率论指向超决定论，这是特胡夫特对量子力学的元胞自动机解释的基础。具体来说，我认为，超决定论提供了一个解决方案：1）柯尔莫哥洛夫的问题的概率依赖; 2）解释的中心极限定理;和3）贝尔定理。超决定论的竞争者，非决定论（“没有隐藏的变量”），对1）和2）保持完全沉默，并把3）作为量子力学和广义相对论统一的障碍而不是解决方案。这表明，如果一个人希望坚持物理学的标准立场，并采用具有最高解释力的原则，他应该采用超决定论，拒绝非决定论。在整篇文章中，数学家提出的精确问题都是为了推进这项研究。
2019-08-13 math.HO physics.pop-ph quant-ph
