Space-time fluctuations and a stochastic Schrödinger-Newton equation
我们提出了一个随机修改的薛定谔-牛顿方程，考虑到外在时空波动的影响。我们用这个方程来证明引力诱导的两个高斯波包的退相干，并获得类似于那些在早期文献中所获得的背景下的引力对薛定谔方程的影响的退相干准则。
2017-04-24 gr-qc quant-ph
Localisation in Quantum Field Theory
在非相对论量子力学中，玻恩的定域性原理如下：对于单个粒子，如果波函数$ψ_K$在空间区域$K$之外消失，则称其定域在$K$中。特别地，如果空间区域$K'$与$K$不相交，则在$K'$中局部化的波函数$ψ_{K'}$与$ψ_K$正交。这样的定域性原理并不与量子场论（牛顿和维格纳）或相互作用点粒子（柯里、乔丹和苏达尚）中的相对性和因果性相容，它被布鲁内蒂、圭多和隆戈、施罗德等人所证明的可观测量的辛定域性所取代。这种局部化给出了一个简单的推导自旋统计定理和Unruh效应，并显示了如何构建量子场的任意子和无质量粒子的“连续”自旋。本文概述了辛局部化的基本原则，并显示或提到其深刻的影响。特别是，它有可能影响相对论性量子信息理论和黑洞物理学。
2017-06-20 gr-qc hep-th quant-ph
Newton force from wave function collapse: speculation and test
量子经典边界的Diosi-Penrose模型假设了大质量自由度的引力相关自发波函数坍缩。如果不被压倒性的环境退相干所掩盖，原则上可以检测到坍缩的退相干效应。但DP（或任何其他，如GRW，CSL）自发坍缩本身是不可检测的，它们只是自发退相干的冗余形式。为了使DP坍缩成为可检验的物理，最近我们扩展了DP模型，提出DP坍缩是大质量物体之间牛顿引力出现的原因。我们确定了崩溃率，可能是1/ms的数量级，与牛顿力的出现率。一个简单的启发式出现（延迟）时间被添加到牛顿引力定律。这种非相对论性的延迟与爱因斯坦的相对论性引力理论和平共处，至少到目前为止还没有实验证据反对它。我们得出了这样一个“懒惰”的牛顿定律的新预测，这将使决定性的实验室测试与现有技术。“懒惰”牛顿定律的简单方程本身就值得理论和实验研究，而不依赖于潜在的量子基础考虑。
2013-12-22 gr-qc quant-ph
Revealing short-range non-Newtonian gravity through Casimir-Polder shielding
我们进行了一个现实的，但简单的，在存在的金属屏蔽的Casimir-Polder相互作用的计算，以帮助设计的实验来测试非牛顿引力。特别是，我们考虑一个铷原子附近的一个可移动的硅板之间的金膜。我们表明，通过将平板移动到不同的距离，并精确测量施加在原子上的力，人们原则上可以辨别出牛顿引力的短程修正的存在。这避免了对图案化表面的需要，其中计算要困难得多，并且探针必须横向移动固定距离。我们还简要地讨论了原子云的情况下，发生布洛赫振荡内的光晶格通过反射激光的屏蔽。我们发现，我们的计划有可能改善电流的限制，如果相对温和的改善原子局域化的光晶格。
2018-11-13 quant-ph
A decoherence-based approach to the classical limit in Bohm's theory
本文基于退相干机制，通过环境相互作用产生有效波函数、局域化高斯态及量子势可忽略三个步骤，解释了 de Broglie-Bohm 理论在宏观经典极限下还原为牛顿力学的原因。
2023-04-07 physics.hist-ph quant-ph
Decoherence of Macroscopic Closed Systems within Newtonian Quantum Gravity
作者最近提出的一个理论，其目的是在一个保守的、么正的量子引力框架内，通过假定与引力自由度有关的算符是不可观测的，并将物理熵等同于物质-引力纠缠熵，来解释封闭系统的退相干和量子行为。在这里，我们得到初步的结果，这个理论预测的退相干的程度。我们首先处理一个静态，如果忽略量子引力效应，这将是一个单一的经典可描述的球在空的空间均匀的质量密度的两个空间位移状态的量子叠加。在一个简单的牛顿近似下估计量子引力对这个系统的影响，我们得到的公式预测，例如，只要球的质量比普朗克质量大得多，只要两个球态的质心之间的距离超过一个小的分数，这样一个可能是相干的静态叠加实际上就会被退相干（其随着球的质量增加而减小）的球半径。然后，我们得到了一个公式的量子引力修正将是纯密度矩阵的非相对论性的多体薛定谔波函数，并认为，这个公式预测退相干的配置不同（至少）在“搬迁”的普朗克质量的粒子团之间。我们估计一些简单的模型封闭系统的熵，发现它的趋势增加与“物质聚集”暗示与现有的宇宙学熵增加的现象学讨论的链接。
1998-10-12 gr-qc hep-th quant-ph
Problems with the Newton-Schrödinger Equations
我们研究了牛顿-薛定谔方程（NSE）的起源，它在替代量子理论（AQT）、宏观量子力学和引力诱导退相干中起着重要作用。我们表明，单个粒子的NSE不遵循广义相对论（GR）加量子场论（QFT）。与通常的假设相反，NSE不是基于GR + QFT的半经典爱因斯坦方程（SCE）的弱场（WF），非相对论（NR）极限（这种命名法优于“M/oller-Rosenfeld方程”）。NSE中的波函数只有在描述一个$N$粒子系统为$N \rightarrow \infty$的平均场中才有意义，而不是单个或有限多个粒子的平均场。从GR + QFT的引力自相互作用导致质量重整化，而不是一个非线性项的一些AQT的演化方程。GR + QFT中引力相互作用的WF-NR极限不涉及动力学。为了对比，我们给出了（i）控制GR + QFT的多体波函数的方程和（ii）量子电动力学（QED）的非相对论极限的方程的推导。它们具有相同的结构，是线性的，与NSE非常不同。再加上我们先前的考虑，即对于引力退相干，基于GR + QFT的主方程导致能量基而不是位置基的退相干，尽管一些AQT希望它用于"波函数的坍缩"，我们得出结论，NSE的起源和后果是非常不同的，应该与SCE方程的起源和后果明确区分开来，半经典引力的唯一合法代表，基于GR + QFT。
2014-07-27 quant-ph
Quantum Simulation of the Dissipative Anderson Model
安德森局域化和退相干的相互作用导致了复杂的动力学，但在经典计算机上模拟是非常困难的。我们开发的框架，这样一个开放量子系统利用随时间变化的随机梯度的量子模拟，并表明，即使是有限的实验资源的结果在准确的模拟实现。
2019-10-29 cond-mat.other quant-ph
Testing classicality of gravity by gravitation decoherence
本文利用弯曲背景下正则化 Shrödinger-Newton 方程的随机扩展，研究外部弱引力场对引力自退相干的影响，推导主方程并提出通过相干性衰减中的振荡项来实验检验引力的经典性。
2025-03-07 gr-qc hep-ph quant-ph
Gravitational Decoherence, Alternative Quantum Theories and Semiclassical Gravity
在这份报告中，我们讨论了三个方面：1）半经典引力理论（SCG）：描述量子物质与经典引力相互作用的四个层次的理论; 2）替代量子理论：区分那些可从广义相对论（GR）和量子场论（QFT）导出的理论与那些不可导出的理论; 3）引力退相干：主方程的推导和导致观测可能性的假设的检验。我们列出了三组值得研究的相应问题：a）与SCG相关的牛顿-薛定谔方程; b）作为2）的鉴别器的重力诱导效应的主方程; c）重力在宏观量子现象中的作用。
2014-02-26 gr-qc quant-ph
The weak field limit of quantum matter back-reacting on classical spacetime
本文推导了经典-量子引力理论的牛顿极限，发现牛顿势的扩散受限于退相干进入质量本征态的速率，并提出可通过退相干-扩散权衡的实验测试排除部分参数空间。
2023-07-05 gr-qc hep-th quant-ph
Complementarity and causal propagation of decoherence by measurement in relativistic quantum field theories
为了揭示引力的量子本质，人们对牛顿引力势在物体间产生的纠缠进行了广泛的讨论。在本文中，我们进行了量子场论分析的一个稍微修改版本的gedanken实验的马里和同事。我们表明，由于存在一个检测器的退相干传播的延迟格林函数的光的速度，因为它应该是一致的相对论场论的因果关系。场的量子性质，如量子涨落或用凯尔迪什格林函数表示的引力子发射，在壳层粒子产生的退相干机制中也起着重要作用。我们还讨论了干涉的可见性和测量的可测量性之间的权衡关系，称为波粒二象性，在我们的设置。
2022-11-07 gr-qc hep-th quant-ph
Robust quantum gates for systems subject to decoherence via optimal control: Markovian vs non-Markovian dynamics
我们研究了一个，两个和三个量子位量子门的相互作用量子位使用最优控制的实现。不同的马尔可夫和非马尔可夫环境进行比较，并有效的优化算法，利用解析梯度表达式和拟牛顿更新的情况下。的算法的性能进行了分析，为一个大的问题，在所获得的qualities和所观察到的收敛行为。新的成功率和成功速度的概念被引入和密度图被用来研究关键参数的影响，如门操作时间，和随机变量，如所需的初始字段开始迭代算法。统计分析了最优场的核特征。马尔可夫和非马尔可夫环境中的控制和控制机制的可能性之间的实质性差异被发现。特别是，在马尔可夫的情况下，它被发现，不考虑环境得到的最佳领域不能大幅提高，通过考虑环境和所获得的性能主要是由门操作时间以及环境影响的整体强度确定。如果忽略退相干对场进行预优化，则可以节省计算时间。在非马尔可夫的情况下，另一方面，观察到的结晶度的大幅改善时，系统浴耦合的细节被考虑在内。在这种情况下，场泄漏被证明是一个重要的问题，它可以使高的门不可能获得，除非系统和噪声量子比特都得到完全控制。
2012-05-28 quant-ph
Decoherence of Cosmological Perturbations from Boundary Terms and the Non-Classicality of Gravity
本文指出引力作用量边界项主导暴胀曲率微扰 $ζ$ 的退相干，并据此提出通过退相干率区分经典与量子引力，同时发现 $δρ$ 更适合宇宙学类 Bell 实验。
2023-04-21 astro-ph.CO gr-qc hep-th
The classical-quantum hybrid canonical dynamics and its difficulties with special and general relativity
本文总结了经典-量子混合正则动力学的非相对论形式，指出必需的退相干与扩散项在相对论扩展中发散，并论证若马尔可夫扩散/退相干与相对论不相容，则广义相对论后量子理论的现有难题难以解决。
2024-10-22 gr-qc quant-ph
Inverted Oscillators for Testing Gravity-induced Quantum Entanglement
本文提出利用倒立振子测试引力诱导的量子纠缠，发现其产生纠缠最快且抗退相干能力最强，并设计了基于反弹簧效应的镜面光悬浮三明治构型实验方案。
2025-08-10 gr-qc quant-ph
Gravity and decoherence: the double slit experiment revisited
双缝实验是一个标志性的实验，被广泛用于课堂上，以展示量子物理学的基本奥秘。令人困惑的是，当两个狭缝都打开时，电子到达探测器的概率不是狭缝单独打开时的概率之和。量子力学的叠加原理告诉我们增加振幅而不是概率，这导致了干涉。这个实验违背了我们的经典直觉，即排他性事件的概率增加。在理解经典世界从量子世界出现的过程中，费曼、迪奥西和彭罗斯提出引力是抑制干扰的原因。从那以后，这个想法一直以许多不同的形式被追求，主要是在牛顿的引力方法中。在本文中，我们提出并从理论上分析了两个“gedanken”或思想实验，这两个实验有力地支持了引力是退相干的原因的观点。第一种观点认为热辐射可以抑制干扰。第二个结果表明，在加速系中，Unruh辐射起着同样的作用。通过证明爱因斯坦等效原理将加速度与引力联系起来，我们支持引力对退相干负责的观点。
2018-01-29 gr-qc hep-th quant-ph
Newton's equations from quantum mechanics for a macroscopic body in the vacuum
本研究从薛定谔方程出发，结合宏观物体质心的量子特性与有限温度自退相干效应，明确了经典行为的判据，推导了宏观物体质心的牛顿力定律及多体系统哈密顿方程，补充完善了环境诱导退相干的经典涌现理论。
2023-06-12 gr-qc hep-ph hep-th
Testing Gravitational Self-interaction via Matter-Wave Interferometry
薛定谔-牛顿方程经常被研究为薛定谔方程的非线性修正，包括引力自相互作用。然而，目前还没有证据表明大自然是否真的以这种方式行事。这项工作探讨了一种可能的方法来实验测试引力自相互作用。通过数值求解粒子通过双缝时的薛定谔-牛顿方程，研究了自引力对大质量粒子干涉的影响。结果表明，引力自相互作用的存在对干涉条纹宽度有影响，干涉条纹宽度可以在物质波干涉实验中得到检验。值得注意的是，这种方法可以区分引力自相互作用和环境引起的退相干，因为后者不影响条纹宽度。这一结果也将提供一种方法来测试引力是否需要在普通量子力学的尺度上量子化。
2022-06-10 gr-qc quant-ph
Millikelvin cooling of an optically trapped microsphere in vacuum
广义相对论和量子力学之间的明显冲突仍然是物理世界中未解之谜之一。根据最近的理论，这种冲突导致引力诱导的“薛定谔猫”的量子态约化，即宏观观测量的量子叠加。近年来，微机械谐振器冷却到量子基态的研究取得了很大进展。这项工作是在实验室中创造薛定谔猫的重要一步，也是研究它们被退相干破坏的重要一步。因此，对引力引起的状态还原的直接测试可能是触手可及的。然而，最近的一项分析表明，对于迄今为止报道的所有系统，量子叠加在引力态约化生效之前很久就被环境退相干破坏了。在这里，我们报告的光学捕获的玻璃微球在真空中具有高的振荡频率，和冷却的质心运动从室温到最低温度为1.5 mK。这种新的系统消除了夹持杠杆固有的物理接触，并可以允许从室温到地面状态的冷却。冷却后，光阱可以关闭，使微球在真空中自由下落。在自由落体过程中，没有光散射和其他环境退相干源，因此该系统是研究引力态约化的理想系统。在真空中冷却的光学捕获物体也可以用来寻找小尺度下的非牛顿引力，测量单个空气分子的影响，甚至产生活生物体的薛定谔猫。
2011-01-07 gr-qc quant-ph
Possible role of gravity in collapse of the wave-function: a brief survey of some ideas
本文简要介绍了实现引力介导波函数坍缩的一些方法。这些方法包括：时间问题和量子测量问题之间的可能联系，基于时空不确定性的退相干模型，薛定谔-牛顿方程，试图将引力引入到诸如CSL的坍缩模型中，基于黑洞-基本粒子互补性的想法，以及复杂时空度量的可能作用。
2015-03-03 gr-qc quant-ph
Quantum interference in external gravitational fields beyond General Relativity
在本文中，我们研究了引力的替代理论描述的外部引力场存在下的量子干涉现象。我们分析了叠加量子系统中弯曲背景引起的非相对论效应和相对论效应。在非相对论性的情况下，可能会遇到玻姆-阿哈罗诺夫效应的引力对应物，其结果是相移与修改后的牛顿势的导数成比例。另一方面，在牛顿近似之外，引力的相对论性质起着至关重要的作用。事实上，干涉仪两臂之间存在的引力时间膨胀会导致相干性的损失，这在量子干涉图样中原则上是可以观察到的。我们在广义二次引力理论的背景下工作，将它们的物理预测与广义相对论中的类似结果进行比较。在这样做的过程中，我们表明，退相干率强烈依赖于调查中的引力模型，这意味着这种方法原来是一个有前途的测试台，以探测和区分爱因斯坦理论在未来的实验中的所有扩展。
2021-06-22 gr-qc quant-ph
Strongly incoherent gravity
虽然自然界中大多数基本相互作用都是由量子化场介导的，但引力可能表现不同的可能性已经提高。使这个概念足够精确以进行测试需要一致的模型。在这里，我们构建了一个明确的例子的理论，其中一个非纠缠版本的任意两体势$V(r)$产生的本地测量和反馈力。虽然存在各种各样的这样的理论，我们的建设造成特别强的退相干相比，更微妙的方法。无论如何，观测值的期望值服从通常的经典动力学，而相互作用不产生纠缠。应用到牛顿势，这产生了一个非相对论性的重力模型与基本损失的幺正性。该模型包含一对自由参数，其中相当大的范围是不排除的观察日期。作为一种替代测试纠缠特性，我们表明，整个剩余的参数空间可以通过寻找损失的量子相干性在小系统，如原子干涉仪耦合到振荡源质量进行测试。
2023-01-20 gr-qc quant-ph
The Quantum Ratio
本文提出并阐述“量子比率”概念，用以刻画宏观物体质心何时表现为经典或量子行为，并指出退相干不等于经典态，基本粒子始终具有量子力学属性，这对理解生物系统中的量子力学具有启示意义。
2024-09-04 hep-th physics.atm-clus quant-ph
Quantum gravity with dynamical wave-function collapse via a classical scalar field
本文提出一个经典-量子混合模型，将经典标量场与量子引力耦合，通过路径积分构造协变动力学，使量子时空按里奇标量坍缩并产生标量场扩散，证明坍缩动力学可与高能物理和协变性兼容。
2024-02-26 gr-qc hep-th quant-ph
