Psi-Epistemic Theories: The Role of Symmetry
将爱因斯坦的一个古老愿望形式化,“psi-epistemic理论”试图重现量子力学的预言,同时将量子态视为称为“本体态”的基础对象上的普通概率分布。不管人们对这些理论的哲学观点如何,问题是,人们是否可以通过证明类似于贝尔不等式的不可行定理来彻底排除它们。在20世纪60年代,Kochen和Specker(他们首先研究了这些理论)为希尔伯特空间维度d=2构建了一个优雅的psi-认识论,但也表明任何确定性的psi-认识论理论必须在3维或更高维度上“测量上下文”。去年,当Pusey,Barrett和Rudolph(PBR)表明任何psi-认识论理论必须“在张量积下表现得很糟糕”时,这个话题再次引起了人们的关注。在本文中,我们证明了即使没有Kochen-Specker或PBR假设,在d ≥ 3维中也没有满足两个合理条件的psi-认识论:(1)酉变换下的对称性,和(2)“最大非平凡性”(意味着对应于任何两个非正交状态的概率分布重叠)。如果存在体空间是量子态的集合或者是幺正的集合,这个不通过定理就成立。在一般情况下,这个结果的证明使用了一些测度理论和微分几何。另一方面,我们也展示了一个令人惊讶的结果,即在没有对称性限制的情况下,我们可以在每个有限维d上构造极大非平凡的psi-认知理论。
2013-07-20 quant-ph
An Epistemic View of Quantum Communication
本文提出了一个认识论的角度对双方之间的量子通信,强调必须作出的选择,以发送和获取信息。在这种交流中获得的信息的概念是与观察者相关的属性,虽然依赖于物理系统的性质,但其基本基础是认识论的。我们认为,观察过程是符合的原则,心理物理平行,玻尔,冯诺依曼,薛定谔和其他人用来建立互补性的哲学基础,但已经过时了。这一原则使最初的哥本哈根解释具有连贯性,没有这一原则,哥本哈根解释就具有某种特设性质。
2016-07-20 physics.hist-ph quant-ph
Towards quantum mechanics from a theory of experiments
本文从认识论角度出发,将量子态定义为关于参数取值的最大问题及其回答,并提出量子化可视为对称性下的模型约简,从而建立量子理论与统计推理及决策建模之间的联系。
2023-10-27 quant-ph
$ψ$-epistemic interpretations of quantum theory have a measurement problem
$ψ$ -对量子理论的认识论解释认为,量子态只代表了关于世界物理状态的不完全信息。这种观点的一个主要动机是承诺提供一个合理的帐户状态更新下的测量断言,它只是一个自然的功能更新不完整的统计信息。在这里,我们证明,所有已知的认知本体论模型的量子理论在$d\geq3$维,包括那些旨在逃避的结论的PBR定理,不能正确地表示状态更新。相反地,波函数为实数的诠释则避开了这些限制,尽管它仍然受到关于物理不连续性、不确定性和海森堡切割的模糊性的长期批评。这就恢复了没有额外假设的不可行定理的可能性,并表明通常被认为是认识解释的优势的东西实际上可能是一个弱点。
2020-02-09 quant-ph
How to spell out the epistemic conception of quantum states
探讨了量子态的认识论概念--认为量子态不是量子系统的描述,而是反映了分配主体对系统的认识关系。这个想法已经在哥本哈根的追随者海森堡和佩尔斯的作品中找到,近年来越来越受到关注,因为它承诺理解量子理论,其中既没有测量问题,也没有量子非定域性和相对论之间的冲突。这里有人认为,这一想法的支持者的主要挑战是使一个状态分配的概念被正确地执行,而不承认一个真正的量子系统的状态的概念-一个状态,它是在。一个帐户的认识概念的国家的基础上,提出了满足这一要求的解释规则的状态分配的构成性规则的意义上的约翰塞尔。
2011-01-10 quant-ph
An epistemic interpretation of quantum probability via contextuality
根据标准的观点,量子力学(QM)是一个上下文理论和量子概率不满足柯尔莫哥洛夫公理。我们表明,通过考虑与测量程序相关的宏观背景和它们背后的微观背景(μ背景),人们可以解释量子概率的认识,尽管它的非柯尔莫哥洛夫结构。为了达到这一结果,我们引入一个谓词语言L(x),一个经典的概率测度,它和一个家庭的经典概率测度集的μ上下文,家庭的每个元素对应于一个(宏观)的测量过程。因此,通过只使用柯尔莫哥洛夫概率测度,我们可以在任何量子系统的属性集上定义平均条件概率,这些量子系统允许认识论解释,但不一定满足柯尔莫哥洛夫公理。与QM中的状态相关的广义概率测度可以被看作是这些平均概率的特殊情况,这解释了它们如何可以是非经典的,并为它们提供了认识论解释。此外,兼容和不兼容的属性之间的区别是解释在一个自然的方式,纯理论的经典条件概率与经验可检验的量子条件概率共存。
2018-06-24 quant-ph
Quantum Approach to Epistemic Semantics
量子信息提出了量子逻辑的新形式,称为量子计算逻辑,其中句子的含义由量子信息(通常是某些希尔伯特空间的密度算子)表示,这些信息可以通过量子粒子存储和传输。这种方法可以应用于认知逻辑操作的语义表征,这可能发生在句子中,如“在时间t0鲍勃知道,在时间t爱丽丝知道自旋值是”。每个认知主体(比如,Alice,Bob,...)有一个特征性的真值透视,对应于希尔伯特空间C^2的一个特定的标准正交基。从物理学的角度来看,真理视角可以与一种允许人们测量给定可观察物的仪器相关联。表征任何智能体知识的一个重要特征是他/她可访问的信息量(技术上,一组特殊的密度算子,也代表了所讨论的智能体的内部记忆)。我们可以证明,有趣的认知操作是量子信道的特殊例子,它们通常不是幺正的。由于可能的测量程序或关于环境的信息的丢失,了解的行为可能涉及某种内在的不可逆性。我们还说明了一些相对论性的影响,出现在认知代理人的行为。
2016-02-13 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
$ψ$-epistemic models are exponentially bad at explaining the distinguishability of quantum states
量子态的地位也许是量子理论基础中最有争议的问题。它是一种认知状态(知识的状态)还是一种本体状态(现实的状态)?在量子理论的实在论模型中,认识论的观点认为非正交量子态对应于真实实体态上的重叠概率测度。这自然解释了大量其他令人困惑的量子现象。例如,非正交态的不可分离性可以用实体态有时位于重叠区域的事实来解释,在这种情况下,实际上没有什么可以区分这两种状态。为了使这一点起作用,概率测度的重叠量应该与量子态的不变性相当。在这封信中,我展示了一个状态族,在可被$4$整除的$d$维希尔伯特空间中,这两个量的比值必须是$\leq 2de^{-cd}$。这意味着,对于大的希尔伯特空间维数,不可解释性的认识论解释变得不可信,随着希尔伯特空间维数的增加,以指数的速度。
2014-04-19 quant-ph
In defence of non-ontic accounts of quantum states
本文讨论了对非隐藏变量版本的量子态的认知概念的反对意见-认为量子态不描述量子系统的属性,但反映,在某种程度上被指定,代理人分配他们的认知条件。在论文的前半部分,量子态的认识论概念的主要动机被勾勒出来,并概述了它的一个版本,它结合了早期研究的想法[Friederich 2011]和Richard Healey最近对量子理论的实用主义解释[Healey 2012]。在后半部分中,详细讨论了对量子态的认识论解释的各种反对意见,这些反对意见是基于文献中发现的批评。这里概述的版本的可能的答案进行比较,从量子贝叶斯的观点,这是目前讨论最多的版本的认识概念的量子态的答案。
2013-02-07 physics.hist-ph quant-ph
Local theories with parallel realities and the epistemic view of the quantum state
本文提出一个融合单世界随机性与多世界实例共存的混合框架,以规避贝尔非局域性并减少信息流,并用两个纠缠量子比特的局域模型加以说明。
2025-08-22 quant-ph
Epistemic vs Ontic Classification of quantum entangled states?
在这篇简短的文章中,我们从最近的工作出发,从概念的角度分析了这个基本问题:量子纠缠态的性质可以解释本体论或认识论?根据一些工作,量子系统的自由度(和量子划分的工具)允许我们在可因子分解态和纠缠态之间建立一个可能的分类。我们建议,“选择”的自由度(或量子分区),即使在数学上证明引入了认识的元素,不仅在系统中,而且在他们的分类。相反,我们仍然认为并不存在两类量子态,即纠缠态和可因子分解态,而只有一类状态:纠缠态。事实上,可因式分解的态由于自由度的不同选择而纠缠(即它们与其他可观测量纠缠)。同样,量子系统也不存在相对于任何其他系统具有本体论优越地位的分区。由于所有这些原因,所使用的两种数学工具(即量子划分或自由度)都对创建量子系统的不正确分类负责。最后,我们认为,我们不能谈论量子系统的分类:所有的量子态表现出一个独特的客观性质,他们都是纠缠态。
2012-07-30 quant-ph
Why I am not a QBist
量子贝叶斯主义(Quantum Bayesianism,简称QBism)是量子态的认识论观点的最新发展,根据这种观点,态矢量代表了关于量子系统的知识,而不是系统的真实状态。QBism明确地采用概率的主观观点,其中概率分配表示代理人对事件的个人信念程度。QBists声称,如果我们只是采取适当的认识论和概率论观点,量子力学的大多数(如果不是全部的话)概念问题就会消失。虽然这一判断在很大程度上是主观的,逻辑上是一致的,但我解释了为什么我不同意。
2015-02-05 physics.hist-ph quant-ph
Quantum Field-Theoretic Predictions of Ψ-Epistemic Models of Quantum Mechanics
Department of Physics, Faculty of Sciences, Ankara University(安卡拉大学理学院物理系)
本文探讨Ψ-本体模型在量子场论中的预测差异,通过修改极化散射截面和衰变宽度展示其与标准量子场论的偏离,证明粒子物理中检验量子态本体状态的可能性。
2026-06-16 hep-ph quant-ph
The Non-Signalling theorem in generalizations of Bell's theorem
“认知非信号”能确保狭义相对论和量子非定域性的和平共存吗?肯定回答的可能性对于量子力学的确定性方法非常重要,因为最近贝尔定理的推广取得了进展。通过贝尔定理的推广,我们在这里指的是试图证明任何确定性理论都不可能服从贝尔定理的预言的努力,甚至包括非局部隐变量理论,如德布罗意-玻姆理论。目前的工作提供的论据表明,为什么这种努力的推广可能达不到他们的既定目标。特别是,我们拒绝使用非信号定理作为反对确定性量子理论的逻辑可能性的论据。我们继续提出一个完全非正式的处理关键的物理和形而上学的假设,以及它们之间的相互关系,试图推广贝尔定理的基础上的本体,基础解释的非信号定理。我们在这里认为,非信号定理,而不是必须被视为一个认识,现象学,或操作定理,即一个专门指什么认识代理人可以,或者说不能,做。也就是说,我们强调,非信号定理是一个定理的操作能力的认知代理,例如人类观察员,信号信息。支持我们的结论的一个主要原因是,任何信号或非信号的定义总是需要参考认识代理,这些代理实际上可以测量和报告;否则,非信号定理将等于一般的“无影响”定理。
2014-03-14 quant-ph
Quantum Probabilities Are Objective Degrees of Epistemic Justification
本文针对QBism将量子概率完全主观化而难以容纳科学客观性的问题,提出一种继承其优点的解释,主张量子概率是认知辩护的客观程度。
2024-10-24 physics.hist-ph quant-ph
From Joint to Single-System Psi-Onticity Without Preparation Independence
Research Center for Philosophy of Science and Technology, Shanxi University(山西大学科学技术哲学研究中心)
本研究展示了在不依赖准备独立性公理的情况下,通过量子力学的张量积结构直接推导出单个子系统的ψ-本体性,从而强化了ψ-本体论的基础。
2026-01-25 quant-ph
Why Should we Interpret Quantum Mechanics?
量子信息理论的发展重新引起了人们的兴趣,即状态矢量并不代表量子系统的状态,而是我们可能拥有的关于该系统的知识或信息。我认为,这种认识论的观点似乎解决了量子力学的基础问题,但代价是基本上不完整。
2004-07-30 quant-ph
A strict epistemic approach to physics
一般的观点是,所有的基本物理定律都应该在量子力学(QM)给出的框架内表述。因此,在某种意义上,量子力学具有形而上学理论的性质。因此,如果有可能从更基本的原则中推导出质量管理,那么这些原则应该具有普遍性和哲学性。在这里,我们从动机良好的认知原则中推导出QM的形式主义。一个关键的假设是,一个依赖于原则上不可知的实体或区别的物理理论会产生错误的预测。首先,开发了一种认知形式主义,使用知识和潜在知识等概念,用物理世界的潜在知识识别物理状态$S$。它表明,质量管理出现从这种形式主义。然而,希尔伯特空间、波函数和概率仅在某些定义明确的观测背景下定义。这意味着认知形式主义比QM更广泛。在描述的基本层中,物理状态$S$是状态空间$\mathcal{S}=\{Z\}$的子集,使得$S$总是包含许多元素$Z$。这些元素对应于无法达到的对世界的完全知识的状态。$S$的演化不能根据元素$Z$的个体演化来确定,这与经典相空间中系综的演化不同。$S$的演变是按照顺序时间$n\in \mathbf{\mathbb{N}}$来描述的,每次事件发生时,每次潜在知识发生变化时,$n\in \mathbf{\mathbb{N}}$都会根据$n\rightarrow n+1$进行更新。序列时间$n$可以从关系时间$t$中分离出来,后者描述了时空中事件之间的距离。每个$n$都有一个完整的时空,其中$t$代表了在连续时间$n…
2017-03-01 physics.hist-ph quant-ph
QBism and relational interpretation of quantum mechanics from the point of view of a contextual quantum realism (CQR)
本文提出语境量子实在论(CQR),区分理想与实在,并批判QBism与关系量子力学混淆二者、隐含反实在论,CQR拒绝将实在还原为客观性。
2025-10-10 quant-ph
Reasoning about quantum knowledge
我们构建了一个正式的框架,在分布式量子计算的背景下,调查认知和时间的概念。虽然我们依赖于早期开发的结构,但我们强调,我们的量子知识概念在分布式量子系统的任何基于代理的模型中更有意义。给出了几个参数来支持我们的观点,一个代理的可能性关系不应该基于约化的密度矩阵,而是本地经典状态和本地量子操作。通过这种方式,我们能够分析分布式原语,如超密集编码和隐形传态,获得有趣的结论,个人代理的知识如何演变。我们明确地表明,在隐形传态的知识转移本质上是经典的,在最终,接收代理知道,它的状态是等于发送者的初始状态。隐形传态的相关认知陈述处理的是这种相关性,而不是实际的量子态,这在整个协议中都是未知的。
2006-02-23 quant-ph
A causal derivation of the algebraic approach to quantum systems
针对量子系统代数表示假设面临的反例难题,提出基于幺正动力学因果结构的量子系统因果观点,推导证明其对应唯一von Neumann代数,拓展定义经典量子系统并对应交换von Neumann代数,完成代数方法的因果推导。
2025-08-01 quant-ph
Throwing bridges: where and how can classical and quantum view be connected?
在最近的几篇论文中,我们对量子力学(QM)的某些部分提出了一种批判性的观点,这种观点在方法论上是不寻常的,因为它依赖于通过使用一些基本但基本的数理逻辑工具来分析QM的语言。我们的方法证明,一些广泛的信仰质量管理可以质疑,并建立新的联系与经典的观点,这是显着的辩论质量管理的解释。我们在这里提出一个简短的调查结果,突出他们的共同背景。我们首先展示了如何量子逻辑(QL)可以嵌入到经典逻辑(CL),如果嵌入是需要保持的逻辑顺序,而不是代数结构,以及如何QL可以被解释为一个务实的子语言内的务实扩展CL。这两个结果挑战的论文,CL和QL形式化的属性不同和不相容的真理概念。然后,我们表明,量子概率承认认识论的解释,如果考虑到作为一个基本组成部分的语言的QM,它克服了量子概率本体的解释。最后,我们表明,QM是一个上下文理论的证据站在一个补充的认识论假设,通常是不被注意的和左隐。放弃这样的假设至少在原则上为QM的非上下文解释开辟了道路。
2019-05-22 quant-ph
Bell Nonlocality and the Reality of Quantum Wavefunction
量子波函数的地位是量子基础中最有争议的问题之一--它是否直接对应于现实,或者仅仅代表关于现实某个方面的知识或信息。在这封信中,我们提出了一个{ \it $ψ$ -本体}定理,排除了一类本体论的解释,量子波函数被视为纯粹的信息。我们的结果,不像著名的Pusey-Barrett-Rudolph定理,并不假定产品量子制剂的整体本体属性的情况下。在我们推导的核心,我们利用了约翰S。贝尔排除了任何量子理论的局部现实世界观。我们发现,所观察到的量子非局域性现象不能纳入一类$ψ$ -认识模型。利用著名的Clauser-Horne-Shimony-Holt不等式,我们得到了一个阈值上的认识度的界限,超过这个界限,本体论模型与量子统计不兼容。
2021-07-22 physics.hist-ph quant-ph