Quantum fractionalism: the Born rule as a consequence of the complex Pythagorean theorem
埃弗雷特的量子力学,或多世界解释,缺乏对量子概率的解释。我们表明,玻恩规则的值等于投影因子,描述收缩勒贝格措施的正交投影从复杂的线的量子态的特征空间的观察。单位全概率对应于一个复杂的毕达哥拉斯定理:复直线的子集的测度是它在所有特征空间上的投影的测度之和。为了证明投影因子可以作为概率,我们假设存在一个连续无穷的全同量子宇宙,它们都具有相同的准经典世界。在测量中,这些因素给出了每个结果的世界的相对数量,我们将其与频率论和贝叶斯概率相关联。这解决了埃弗雷特理论的概率问题,也解决了它的优选基问题,并可能有助于解决有关概率性质的问题。
2020-04-15 quant-ph
Everett's Multiverse and the World as Wavefunction
埃弗雷特认为,波函数坍缩是不存在的。他假设,对于理想化的自旋测量,该装置演变成基于两个装置的指针的叠加,每个装置显示两个结果中的一个,这两个结果被标准地认为是可选择的。结果,观察者分裂成两个观察者,每个观察者感知到不同的结果,这就产生了问题。为什么是指针基础?退相干被埃弗雷特理论家普遍认为是正确答案的关键。当所有可能的结果都发生时,概率在什么意义上参与其中?埃弗雷特对这个问题的反应是不够的。第一次尝试找到一个不同的路径概率是由尼尔格雷厄姆在1973年和路径从那里导致了两个不同的模型的分支。我描述了这些想法是如何演变的,以及它们与不确定性和客观概率概念的关系。然后,我描述了波函数一元论的进一步问题,由Maudlin强调,并提出一个建议,以如何解决它。
2019-12-14 physics.hist-ph quant-ph
Observers and Locality in Everett Quantum Field Theory
本文提出了一种无色散非相对论性费米子量子场论的测量模型。除了局域传播和有效局域相互作用外,该模型还引入了局域观测器的显式表示,从而扩展了Everett量子场论[M. A. Rubin,Found.Phys.32,1495-1523(2002)]。场算符从海森堡图到Deutsch-Hayden图的变换(涉及虚构的辅助场)建立了模型的局部性。该模型适用于明显的本地计算的测量结果,使用一种类型的突然近似和大规模系统的限制在窄波包状态。通过一个自由移动的两态观测器对自旋为1/2的系统在给定自旋态下的存在性的检测,说明了该模型和非微扰计算方法的特点。在微扰理论的帮助下,该模型被应用于Einstein-Podolsky-Rosen-Bohm实验中典型的“非定域”量子现象-自旋关联的计算。
2011-02-23 hep-th quant-ph
Life and death in the tails of the GRW wave function
人们通常认为,吉拉迪-里米尼-韦伯(“GRW”)动力学坍缩机制对波函数“尾部”(即坍缩以\emph{not}为中心的叠加分量)的唯一影响是减轻它们的重量。因此,人们通常认为尾巴的行为与埃弗雷特解释中的各种分支完全一样,只是它们的重量要小得多。这些假设显然是不准确的:坍缩机制在尾部具有实质性和可检测的影响。然而,这种误解与动力坍缩理论的相关性是有争议的。
2022-04-21 quant-ph
One World, One Reality, and the Everett Relaltive State Interpretation of Quantum Mechanics
我们修改了量子力学的相对态解释(RSI),使它不意味着许多世界和平行的现实。我们放弃概率幅与现实一一对应的假设:并非所有信息都包含在幅中,也并非所有幅都需要实现。振幅在测量后不会“崩溃”,而是不断演变,包括未实现的振幅。在每一个“事件”之后,只有一个可能的结果被实现。因此,如果一个价值被衡量,那么这个价值就是真实的,其他一切都不是;只有一个现实和一个世界。现实内容是“量化的”:实现的结果是一,其他所有结果都是零。它是“保守的”:可以沿着任何可能的事件序列移动,但一次只能移动一个。修正的RSI是严格确定性的,因为宇宙的“全局”概率振幅在所有时间都由物理定律和初始条件决定。它引导着所有的事件。但它不是决定性的,因为从振幅中我们无法预测实际发生的结果;它代表了随着历史的展开而积累的新信息。在某种程度上,信息是物理世界的一部分,宇宙的形成是持续的,即使在大爆炸之后。两个版本的所有预测同意,除了可能在深奥,未经检验的情况下。
2009-05-06 quant-ph
Why am I me? and why is my world so classical?
这是一个尝试,应用内格尔的内部和外部声明之间的区别,以解释量子力学。我认为,这种区分解决了酉进化和投影公设之间的矛盾。我还提出了一个更现实的经验版本的投影假设。其结果是一个版本的埃弗雷特的相对状态的解释,包括一个建议,如何概率是要理解的。基于2000年9月12日在伯明翰举行的第九届英国物理学基金会会议上的演讲。
2000-11-20 quant-ph
The measure problem in no-collapse (many worlds) quantum mechanics
我们解释了测量问题(cf。玻恩概率规则的起源)在非坍缩量子力学中。埃弗雷特将状态向量的特立独行分支定义为那些通常的玻恩概率规则不成立的分支--这些分支表现出极不可能的行为,包括可能的退相干崩溃,甚至不存在涌现的半经典现实。起源于决策理论或主观概率(即,个体观察者的推理)并不能解决这个问题,因为它们是循环的:它们先验地假设观察者占据非特立独行的分支。从头算概率测度有时被假设来解释为什么我们不占据一个特立独行的分支。该措施受到以下因素的限制,例如,格里森定理或不变性是通常的希尔伯特测度。然而,这种从头测量最终决定了自我或意识在波函数的特定分支中的分配,因此调用了超越埃弗雷特波函数和我们通常认为的物理学的原语。这一飞跃的意义在很大程度上被忽视了,但需要认真审查。
2016-09-16 gr-qc hep-th quant-ph
Quantum mechanics as a deterministic theory of a continuum of worlds
一个非相对论性的量子力学理论被提出,它把宇宙描述为一个连续的世界,它们的相互干扰引起了量子现象。引入一个逻辑框架来正确处理关于多重世界中的对象的命题。在这一逻辑框架中,世界的连续体被类比于时间点的连续体来处理,“时间”和“世界”都被认为是相互独立的存在方式。该理论结合了玻姆力学和埃弗雷特的多世界解释的元素,它有一个明确的本体论和一套精确定义的假设,从那里可以导出标准量子力学的预测。玻恩定则给出的概率是观察者对他们所生活的世界了解不足的结果。该理论描述了一个连续的世界,而不是一个单一的世界或一组离散的世界,因此它在精神上类似于基于埃弗雷特方法的多世界解释,而不是实际上可以简化为这些。特别是,没有分裂的世界,这是一个典型的特点埃弗雷特类型的理论。总而言之,该理论解释了(1)概率的主观发生,(2)玻恩定则给出的概率的定量值,以及(3)由测量引起的明显随机的“波函数坍缩”,同时仍然是一个客观的确定性理论。
2015-08-16 quant-ph
The information theory and the collapse of a wavefunction at the measurement of a spin 1/2 projection
本文从信息论的观点出发,建立了自旋1/2投影测量时的坍缩现象模型。这个模型在现象学上包括一个观察者。该模型不仅允许在测量后确定系统的状态,而且还可以计算观测器的状态。观察者的状态等价于观察者在下一次测量时将测量的自旋投影的算子。
2006-12-16 quant-ph
Histories without collapse
本文比较了量子力学中历史概率的两种理论。一个是从哥本哈根量子力学使用投影公设推导出来的,是“相容历史”解释的基础;另一个是基于贝尔的提议,最初是为了“先导态”理论,但在这里应用于纯幺正量子力学。第一个可以用于更广泛的历史类,但取决于投影公设,或“崩溃”,这是广泛认为是一个不满意的功能的理论;第二个可以用于理论的普遍状态矢量没有崩溃。我们研究了一个简单的模型的基础上维格纳的朋友,在贝尔的模型和投影公设给出不同的概率的历史的感知系统。我们还研究了这个模型的Frauchiger Renner扩展,其中比较两个计算的历史揭示了Frauchiger和Renner发现的矛盾。通过扩展模型,使观察者具有记忆,我们将历史的概率简化为在单个时刻使用玻恩定则,并证明了具有记忆的玻恩定则给出了与在历史过程中应用投影相同的结果,因为与记忆的纠缠:纠缠实现了坍缩。我们讨论了这对量子宇宙学中历史的使用的影响。
2021-10-26 quant-ph
Property Attribution and the Projection Postulate in Relativistic Quantum Theory
从测量相互作用产生的沿着前向光锥的塌缩产生的状态向量可以用于局部和非局部属性的归属。
2000-07-27 quant-ph
A Stepwise Planned Approach to the Solution of Hilbert's Sixth Problem. III : Measurements and von Neumann Projection/Collapse Rule
在前两篇论文中发展起来的普适力学Supmech,把量子力学和经典力学都作为子学科(为了完整起见,本文还包括了一个简要的大纲);这个特点有利于在基于Supmech的量子测量处理中,把仪器作为一个量子系统,用经典系统很好地近似处理。考虑到明确的事实,即在设备上的观察时,它已经“定居下来后的测量相互作用”,并限制在宏观上可区分的指针读数,(系统+设备)状态的不必要的叠加显示被抑制;这提供了一个真正的物理为基础的理由(传统的\emph{postulated})冯诺依曼投影/塌陷规则。这种由观测约束所引起的退相干机制不受传统退相干方案的影响。
2010-12-20 physics.atom-ph quant-ph
Certifying randomness in quantum state collapse
本文利用量子态坍缩的扰动效应,在设备独立及Lüders规则假设下提出可直接估计随机量的验证协议,并借助可信投影测量提升效率与随机数产生率。
2023-08-17 quant-ph
Towards Designing Scalable Quantum-Enhanced Generative Networks for Neutrino Physics Experiments with Liquid Argon Time Projection Chambers
本研究探索量子增强生成网络在中微子物理实验LArTPC高分辨率图像生成中的应用,通过引入正则化方法在小规模图像上成功缓解模式崩溃并稳定训练,为未来开发可扩展的混合量子-经典解决方案奠定基础。
2024-10-16 hep-ex quant-ph
Gravitational quantum collapse in dilute systems
彭罗斯提出,由于量子系统在空间中的密度波动,导致量子系统的引力能产生大的波动,这可能会导致量子坍缩机制\cite{Penrose-1996},但他没有提出这个过程的精确动力学。我们使用GBC(引力玻姆坍缩)模型\cite{GBC},它提供了这样的动力学。研究了在普通三维空间和位形空间中稀量子系统的坍缩效应。我们首先讨论在量子测量中单一结果是如何出现的。GBC模型预测了状态矢量的连续但非常快速的演化,在测量结束时,再现了冯诺依曼投影假设。这确保了模型与相对论无信号约束保持兼容。在没有任何测量的情况下,我们研究了GBC过程的自发效应,它依赖于空间密度算符下观测量的量子关联函数。如果选定的可观察到的密度流体的局部电流,我们表明,崩溃项导致修改的牛顿力,在标量或张量的形式。
2022-05-17 quant-ph
On the Dynamical Interpretation for the Quantum-Measurement Projection Postulate
考虑了一种适合于该问题精确解的具有离散动量空间的装置模型。它与所考虑的对象系统的相互作用的特殊的哈密顿量被选择。在这个简单的例子中,很容易说明,在构造选择性坍缩的动力学解释时的困难是如何在没有任何限制程序的情况下被克服的。为了这个目的,人们可以应用关于非量子参数的平均或减少联合系统算子的代数(即。e.传递到量子系统子代数)。后一个过程实际上意味着相对于不属于系统的装置量子变量进行平均。
2005-12-22 quant-ph
Stroboscopic quantum nondemolition measurements for enhanced entanglement generation between atomic ensembles
我们开发了一种测量算符形式来处理量子非破坏(QND)测量引起的两种原子气体之间纠缠的产生。我们首先推导出QND纠缠方案如何减少到一个积极的算子值的措施,并考虑其极限情况下,它可以用来构建一个投影算子,崩溃的状态,总自旋投影状态。然后,我们分析如何频闪序列的这种投影在x和z的基础上演变的初始波函数。这样一系列的QND投影可以增强原子系综之间的纠缠,使态向高纠缠态收敛。我们展示了几个数学恒等式,大大简化了投影序列中的状态演化,并允许以高效的方式导出精确的状态。我们的形式主义不像通常那样使用Holstein-Primakoff近似,而是以精确的方式处理原子气体的自旋。
2022-03-01 quant-ph
The realization of the wave function collapse in the linguistic interpretation of quantum mechanics
最近,我提出了量子力学的语言学解释,这是量子力学哥本哈根解释的语言学转向。这种从物理学到语言的转变不仅将量子理论扩展到经典理论,而且产生了量子力学的世界观。虽然波函数坍缩在语言解释中是被禁止的,但本文证明了波函数坍缩这样的现象在语言解释中是可以实现的。此外,我提出了冯诺依曼-吕德斯投影假设的理由。总之,我的结论是波函数坍缩不应该被采用在哥本哈根解释。
2016-01-09 physics.gen-ph quant-ph
Observing controlled quantum state collapse in a single quantum trajectory of a mechanical oscillator
量子理论的一个基本预测是,在连续测量下,一个系统的状态在时间上描绘出一个“量子轨迹”,这取决于它的测量记录,并且在某些情况下,系统的量子态随机地以有限的速率向随机本征态坍缩。另一方面,量子理论也预言,环境耦合会产生相反的效果,将波函数扩散到混合态。研究这两个相互竞争的过程,当它们的强度比变化时,对量子态分布的影响,在任何环境下都是基本的兴趣,但在机械领域尤其如此。然而,一个关键的问题是,这样的物理学的基础研究不能涉及一个先验假设的投影公设本身,和贝叶斯推断可能因此不被用来观察量子态。在这项理论工作中,我们提出了一个可行的方法来执行这样一个基本的测试与机械波函数的能量本征基。该方案是基于一个光学机械设置,其中光场提供了一个直接探测的能量变化的机械波函数。这样的能量变化探测器在任何类型的系统中都是前所未有的。结合投影假设的数值模拟预测,随着连续测量强度与耗散之比的增加,时间平均能量方差单调下降。在所提出的计划的测量强度是可调的原位,和行为预测的模拟,因此意味着该计划相当于一种方法来验证控制原位的时间平均方差的机械波函数在一个单一的量子轨迹的过程。
2014-01-02 cond-mat.mes-hall quant-ph
Probing the Physical Reality of Projective Measurements
提出一种基于局部量重复测量的协议,以测试瞬时投影假设的物理实在性,并开发了无坍缩量子测量连续描述,发现其重复测量统计与投影情形显著不同。
2025-06-25 cond-mat.quant-gas quant-ph
Filtering states with total spin on a quantum computer
从一组自旋/量子比特上描述的一般波函数出发,我们提出了几种量子算法来提取这种状态在总自旋${\bf S}^2$及其方位投影$S_z$的本征态上的分量。该方法起到了总自旋投影的作用,并提供了访问的总自旋的基础上的初始状态的振幅。不同的算法具有不同程度的复杂性,这取决于所请求的任务。它们可以单独投射到具有良好总自旋的子空间上,也可以完全提升该子空间中的简并度。在每次测量之后,状态坍缩到可以用于后处理的自旋本征态之一。因此,我们称之为全量子自旋滤波(TQSf)。可能的应用范围从多体物理随机数发生器进行了讨论。
2021-06-21 cond-mat.str-el nucl-th quant-ph