A Time-Symmetric Formulation of Quantum Measurement: Reinterpreting the Arrow of Time as Information Flow
Ishinomaki Senshu University（石卷专修大学）
本文提出了一种时间对称的量子测量框架，通过双向信息更新解释时间箭头为信息流。
2025-11-27 quant-ph
A time-reversible quantum causal model
因果建模的现代方法使干预措施发挥了核心作用，这需要观察者的积极投入，并引入了明确的"因果时间箭头"。因果模型通常采用一种机械解释，根据这种解释，因果箭头的方向是所研究过程的固有方向。在这里，我们调查是否因果箭头的方向可能是一个观察者的贡献，而不是一个内在的属性的过程。在arXiv：1806.00895中开发的因果建模的反事实和非机械解释中工作，我们提出了一个“量子观测方案”的定义，我们认为它表征了因果模型的非线性不变性质。通过限制到保持最大混合态（无偏态）的量子过程，我们发现统计在时间顺序的反转下是对称的。因此，由此产生的模型可以容纳因果箭头是依赖于时间的想法，指出了一条协调因果箭头与时间对称物理定律的路线。
2019-08-21 quant-ph
Bipartite entanglement and the arrow of time
我们提供了一个新的角度纠缠和时间之间的密切关系。我们主要关注的是两体纠缠，其中这种联系在Peres的正部分转置准则中都有预示[A]。Peres，Phys. Rev. Lett.，77，1413（1996）]和在更一般的非信号二分相关中的量子分类[M. Frembs和A. Döring，arXiv：2204.11471].提取相关的共同特征，我们确定了一个必要和充分条件的相容性条件，相对于本地可观测代数的时间方向，这表示在各自的子系统中的动态的二分纠缠。我们讨论了后者的相关性在更广泛的背景下冯诺依曼代数和自然产生的时间在后者的时间概念。
2022-06-30 math-ph math.MP quant-ph
A quantum solution to the arrow-of-time dilemma
时间之箭困境：物理定律对于时间反演是不变的，而我们每天看到的熟悉现象则不是（即熵增加）。我表明，在量子力学框架内，所有留下信息踪迹的现象（因此可以通过物理学研究）都是熵必然增加或保持不变的现象。所有熵减少的现象都不能留下任何关于它们发生过的信息。这种情况与他们根本没有发生完全没有区别。根据这一观察，热力学第二定律被简化为一个简单的同义反复：物理学不能研究那些熵减少的过程，即使它们是常见的。
2009-08-25 nlin.CD quant-ph
Arrow of time and quantum physics
本文基于时间箭头内禀于任何系统的假设，在局部量子物理框架内将其扩展为 Minkowski 空间时空平移群作用，揭示了无质量激发导致的时间反演歧义与量子信息损失，并证明时间箭头是自然界的基本属性。
2023-05-19 hep-th math-ph math.MP
Irreversibility and the Arrow of Time
在量子理论的一般形式下，研究了各种物理系统演化中的不可逆性和时间之箭。不可逆的行为经常以熵产生的形式表现出来。这促使我开始这篇论文的简要回顾量子力学熵，一个主题，埃利奥特利布作出了杰出的贡献，其次是列举的例子，不可逆行为和一个箭头的时间分析在后面的部分。随后，推导出的热力学定律从（量子）统计力学，特别是热力学第二定律，在形式上给它的克劳修斯和卡诺，提出。在第三部分中，回顾了量子粒子与准自由量子力学热浴相互作用的扩散（布朗）运动的结果。其次是一个轮廓的摩擦理论的发射切伦科夫辐射的声波在一个系统组成的粒子移动通过一个玻色-爱因斯坦凝聚体和相互作用it.In可能是最重要的部分本文中，基本箭头的时间固有的量子力学进行了讨论。
2022-02-09 math-ph math.MP quant-ph
Time Symmetry, Retrocausality and the Emergent: Arrow of Time the Quantum Time-Symmetric Interpretation (QTSI)
Instituto de Ciencias Nucleares (ICN), UNAM（墨西哥国立自治大学核科学研究所）；Centro de Ciencias de la Complejidad (C3), UNAM（墨西哥国立自治大学复杂科学中心）；El Colegio Nacional（国家学院）
量子时间对称解释（QTSI）通过双时间态和反因果相干时间解释时间箭头的涌现，揭示经典因果性与量子测量的动态消除过程。
2025-12-01 quant-ph
Arrow of time and its reversal on IBM quantum computer
揭开时间之箭的起源仍然是一个基本的科学挑战。在统计物理学的框架内，这个问题与热力学第二定律密不可分，热力学第二定律宣称熵的增长来自系统与环境的纠缠。然而，时间的不可逆转性是否是一个基本的自然法则，或者相反，它是否可以被规避，还有待观察。在这里，我们表明，虽然在自然界中的时间反演所需的复共轭是指数不可能的，一个可以设计的量子算法，包括复共轭，从而逆转一个给定的量子态。在IBM量子计算机上使用这种算法，使我们能够在实验上演示一个电子散射在一个两能级杂质的向后的时间动力学。
2018-02-24 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con cs.IT
Quantum-Entropy Physics
所有的物理定律都是时间可逆的。只有当经典粒子系综在物理定律之外被概率地处理，并且熵和热力学第二定律被引入时，时间箭头才会出现。在量子物理学中，尽管时间箭头具有内在的概率性质，但没有提出时间箭头的机制。因此，人们无法解释为什么当光子被产生和发射时，处于激发态的电子会“自发地”跃迁到基态，而不是继续其可逆的幺正演化。为了解决这种现象，我们引入了量子物理学的熵，这将有助于时间箭头的出现。熵是对量子态的自由度的随机性的度量。它是无量纲的;它是一个相对论标量，在保持共轭性质的位置和动量坐标变换下以及在CPT变换下是不变的，由于不确定原理，它的最小值是正的。为了解释为什么某些量子物理过程即使遵守守恒定律也不能发生，我们将初始状态的所有演化的集合划分为四个块，基于熵是否（i）增加但不是常数，（ii）减少但不是常数，（iii）常数，（iv）振荡。我们提出了一个定律，在量子物理学熵（弱）随时间增加。因此，不允许集合（ii）中的演进，并且禁止集合（iv）中的演进通过瞬时转变到新状态来完成振荡周期。量子物理学的这个定律限制了守恒定律之外的物理场景，通过定义时间箭头提供因果关系推理。
2021-03-14 hep-th quant-ph
Is the Quilted Multiverse Consistent with a Thermodynamic Arrow of Time?
理论成就，以及许多争议，围绕着多元宇宙理论。各种类型的多重宇宙，随着复杂性的增加，已经被提出并在文献中进行了彻底的讨论。虽然这些类型非常不同，但它们都有相同的基本思想：我们的物理现实由不止一个宇宙组成。在一个可能巨大的多元宇宙中，每个宇宙都可能与其他宇宙略有不同，甚至非常不同。绗缝多重宇宙就是其中之一，它的独特性来自于这样一个假设：每一个可能的事件都会在无限多个宇宙中发生无限多次。在本文中，我们表明，绗缝多重宇宙是不自洽的，由于在小扰动下的熵减少的不稳定性。因此，我们提出了一个修改版本的绗缝多元宇宙，可以克服这一缺点。它只包括那些在（宇宙学）时间的同一时刻出现最小熵的宇宙。只有那些初始条件在一个小的相空间区域内被微调的宇宙，才会持续地演化，形成它们目前的“接近”状态。多重宇宙的最终边界条件可能会进一步降低可能的一致宇宙的数量。最后，讨论了与量子力学的多世界解释和经典性的出现有关的一些观察。
2018-01-29 astro-ph.CO gr-qc quant-ph
Disappearing Without a Trace: The Arrows of Time in Kent's Solution to the Lorentzian Quantum Reality Problem
本文基于肯特的“最终测量”诠释，在不预设时间演化范式的前提下，提出一种可同时解释电磁、热力学、粗粒化、分叉、记录及宇宙学等多种时间不对称性的新路径，并论证其可能优于特殊初始态解释。
2023-07-04 physics.hist-ph quant-ph
Quantum Dynamics With Intrinsic Time Asymmetry and Indistinguishable Events
外在量子力学时间箭头被理解为量子系统与其环境之间相互作用的结果。选择薛定谔方程的边界条件会导致量子力学动力学固有的不同的时间不对称性，并且与环境相互作用无关。然而，正确地应用内在非对称动力学，必然会导致预测外在时间箭头的实验特征。我们被引导到一个新的，与模型无关的量子退相干机制。我们不需要调用主方程或破坏相位的非厄米哈密顿算符。作为一个应用程序，我们计算的拉比振荡实验中测得的退相干的预测概率。我们还可以证明，一个先前令人困惑的实验结果，在量子主方程的形式主义中无法解释，实际上是预期的，并且是系统与其环境之间独立的、不受控制的相互作用的不可测性的可测量结果。
2009-06-29 quant-ph
Classical dynamics, arrow of time, and genesis of the Heisenberg commutation relations
基于时间只沿一个方向演化和力学系统可用拉格朗日方程描述的假设，提出了一个原子尺度下非相对论性粒子的动力学C*-代数.在不预设任何量子化方案的情况下，该代数本质上是非交换的，并且包括大量的动力学。与其他方法不同的是，代数的生成元不被解释为可观测量，而是作为对底层系统的操作;它们描述了周围环境引起的暂时扰动的影响。根据尼尔斯·玻尔的学说，这些操作带有具有古典意义的个别名称。虽然从一开始就没有规定它们的“量子化”，但它们在量子世界中的具体实现是从代数的固有结构中产生的。特别地，从它导出了位置和速度测量的Heisenberg对易关系。相互作用系统可以在代数设置内由相互作用图像的严格版本来描述。结果表明，希尔伯特空间表示的代数导致传统的形式主义的量子力学，在状态上的操作所描述的相互作用势的时间顺序的指数。还讨论了如何熟悉的统计解释的量子力学可以恢复从操作。
2019-05-07 math-ph math.MP quant-ph
Reversibility and Irreversibility within the Quantum Formalism
关于量子力学中时间反演的讨论至少从1932年维格纳的论文“量子力学中的时间操作”开始。量子世界的动力学是否以及如何是时间可逆的一直是许多争议的主题。有些人认为量子力学从根本上说是时间不可逆的，例如冯·诺依曼，有些人认为这是时间箭头和第二定律行为的最终原因。罗杰·彭罗斯（Roger Penrose）在他的畅销书《皇帝的新思维》（The Emperor's New Minds）中提出了类似的观点，并得出结论："我们所寻求的量子引力必须是一种时间非对称理论“。不久前，我们在Physicalia 26上读到另一个项目：将量子力学扩展到新的基本不可逆方程，从而提出了一个新的理论，给出了“......一个基本的描述不可逆转的整个系统的物理“。
2005-08-04 quant-ph
Instantaneous and dynamical decoherence
退相干的两种表现形式，称为瞬时和动态的，进行了研究。前者反映了对当前状态分量间干扰的抑制，后者反映了初始状态分量间干扰的抑制。这些类型的退相干的情况下计算的布朗运动和谐振子和非谐振子内的半经典近似。一个值得注意的现象，即相反的方向的动力学变量的时间箭头相比，量子涨落产生的双指数时间依赖性的动力学退相干存在的谐波力。对于弱非谐振子，动力学退相干以奇异的方式依赖于非谐性的量。
2018-03-01 quant-ph
The generalized uncertainty principle within the ordinary framework of quantum mechanics
针对广义不确定性原理对应的形变对易关系会脱离量子力学正则形式的问题，研究证明位置与动量算符的形变代数可纳入普通量子力学框架，为小尺度引力影响的唯象研究提供形式兼容的路径。
2024-07-12 quant-ph
Contradictory uncertainty relations
我们在一个非常简单的框架内表明，不同的波动措施导致不确定性关系，从而导致矛盾的结论。更具体地说，我们专注于Tsallis和Renyi熵不确定性关系，我们得到的最小不确定性状态的一些不确定性关系是密切相关的不确定性关系的最大不确定性状态，反之亦然。
2011-04-12 quant-ph
Entropic uncertainty relations - A survey
不确定关系在量子力学中起着核心作用。特别是熵不确定性关系在量子信息中具有重要意义，为许多量子密码协议的安全性提供了基础。然而，很少有人知道熵的不确定性与两个以上的测量设置的关系。在本说明中，我们回顾已知的结果和开放的问题。
2009-07-21 quant-ph
Objective uncertainty relation with classical background in a statistical model
我们表明在统计模型中的量子化报告在以前的工作中的基础上的Hamilton-Jacobi理论与随机约束，在速度和位置空间中的经典轨迹周围的实际轨迹的波动的统计满足互逆的不确定性关系。这个关系是客观的（与观测无关），并隐含着标准的量子力学不确定性关系。
2012-08-20 quant-ph
The problem with `The Problem of Time'
我们研究了时间问题的三个方面：广义相对论和量子理论对时间的处理之间的分歧，从一个孤立的宇宙中恢复时间的问题以及单向时间流的流行（即，所谓的时间之箭（arrow of time）。在我们的解释下，广义相对论和量子理论有互补的时间处理，因为它们是从一个更基本的理论中产生的。为了模拟一个孤立的宇宙，我们使用惠勒-德威特方程，然后应用佩奇-伍特斯恢复时间的方法。有人认为，如果恢复的时间经验确实是可行的，在这个框架中，相互作用和量子纠缠都是必不可少的功能，即使前者通常是事后的想法或完全驳回。至于时间的单向箭头，从我们的角度来看，这是包括上述相互作用的结果。但在我们的解释和几乎所有其他解释的基础上，是因果关系的必要性。正是这一基本原则解释了我们对时间的经验，但它只能被假定。我们的结论是，“因果关系问题”应成为今后调查的焦点。
2018-11-08 physics.hist-ph quant-ph
Entropic Bounds as Uncertainty Measure of Unitary Operators
本文在猜测博弈框架下重新定义酉算子对的不确定性，推导其熵不确定性关系，并揭示算子可区分性、相容性及最大不相容性与相互无偏基之间的联系。
2020-11-24 quant-ph
Uncertainty-Reality Complementarity and Entropic Uncertainty Relations
量子可观测量的真实性是量子力学基础中长期感兴趣的一个特征，最近已经通过熵测量进行了量化和深入研究[Phys. Rev. A 97，022107（2018）]。然而，在非对易观测量之间没有与状态无关的“现实权衡”，因为在某些系统中，所有的观测量都是真实的。Lett. 112，40005（2015）]。我们证明了在量子记忆存在下的熵不确定性关系[Nature Phys.6，659（2010）]完美地补充了所讨论的现实概念，在现实和量子不确定性之间进行权衡。对两个观测量，给出了包含不确定性和真实性熵测度的状态无关互补不等式。
2019-01-26 quant-ph
Uncertainty inequalities in a non-Hermitian scenario
Instituto de Física La Plata (IFLP), CONICET–UNLP and Facultad de Ciencias Exactas, Universidad Nacional de La Plata（拉普拉塔物理研究所、阿根廷国家科学研究委员会-拉普拉塔国立大学与拉普拉塔国立大学理学院）；Instituto Argentino de Matemática (IAM), CONICET and CMaLP, Facultad de Ciencias Exactas, Universidad Nacional de La Plata（阿根廷数学研究所、阿根廷国家科学研究委员会与拉普拉塔国立大学理学院计算数学中心）
研究非厄米特哈密顿量下量子算符的不确定性关系，重点探讨度量算子的作用，构建不同动态阶段的度量结构，推导广义海森堡-罗伯特逊不确定性不等式，并分析具有PT对称性的自旋模型。
2026-04-10 quant-ph
Nonlinear Schrödinger equations and generalized Heisenberg uncertainty principle violating the principle of estimation independence
基于透明的物理公理重建量子力学的一个优点是，它可以通过放松公理来提供自然推广量子力学的见解。在这里，我们讨论了可能的扩展量子力学在一个一般的认知框架的基础上的操作计划估计的动量给定位置下的认知限制。认识的限制参数化的全球不可分的随机变量的顺序普朗克常量，一个本体的扩展，可分离的经典相空间变量。在估计方案中，正则量子定律被重建为一个特定的估计量和估计误差。本文在保持玻恩二次律不变的前提下，通过假设更一般的估计误差，构造了薛定谔方程的一类非线性变式和广义海森堡不确定原理.因此，薛定谔方程的非线性和海森堡不确定原理的偏差在估算误差的概括方面有一个共同的、透明的操作根源。然后，我们认为，一个广泛的类的非线性和海森堡不确定原理的偏差产生的估计误差违反了一个合理的推断因果关系的估计独立性原则，这是尊重标准的量子力学。因此，这一结果限制了量子力学的可能扩展，并提出了遵循估计独立性原则的推广量子力学的方向。
2020-09-11 quant-ph
Quantum Uncertainty Equalities and Inequalities for Unitary Operators
本文以新方法研究酉算子不确定性关系，提出两个对任意纯态取最小值的不确定性等式、两组揭示层级结构的不等式，并通过比较与示例验证其强界及高维极限。
2024-10-25 quant-ph
Discrete phase space and minimum-uncertainty states
量子比特系统的量子态可以由离散相空间上的维格纳函数表示，相空间的每个轴取有限域中的值。在这个框架内，我们表明，人们可以理解的概念的“旋转不变状态”的任何集合的量子位，任何这样的状态是，在一个定义明确的意义上，最小的不确定性的状态。
2007-04-10 quant-ph
Uncertainty relations for arbitrary measurement in terms of Renyi entropies
利用Renyi熵，以不等式的形式给出了一对任意测量和单个测量的不确定度关系。该公式处理离散观测量。给出了状态相关和状态无关的边界关系。在非正交状态之间的区别内示出了熵界限。
2008-07-21 quant-ph
Uncertainty for spin systems
本文提出了自旋系统量子力学不确定度D的一个修正定义，它在SU（2）作用下是不变的。它的值域在SU（2）的任何不可约表示j内都是h^2j<D<h^2j（j+1），它在希尔伯特空间中的平均值用Fubini-Study度量计算出来是mean（D）=h^2j（j+1/2）。自旋系统中最常用的相干态集与最小D不确定态集相吻合。
2000-09-08 quant-ph
Time symmetry in Rigged Hilbert Spaces
尽管基本物理定律在时间上是对称的，但大多数观察到的过程并没有表现出这种对称性。特别是衰变现象似乎涉及到一种不可逆性，这使得微观时间箭头的定义成为可能。这种内在的不可逆性被包含在布鲁塞尔学派的装配希尔伯特空间量子力学中，与标准量子力学的陈述形成对比。如本文所示，该形式主义在描述衰减系统方面具有显著的优势，但可以避免时间对称性的破坏。
2000-09-26 math-ph math.MP quant-ph
``Weighing'' a closed system and the time-energy uncertainty principle
一个gedanken实验提出了“称重”的总质量的一个封闭的系统从系统内。我们证明了，对于一个内部观察者的时间$τ$，需要测量的总能量与准确度$ΔE$，是有界的根据$τΔE >\hbar $。这个封闭系统的时间-能量不确定原理来自于系统上的测量反作用。我们通常会研究在一个封闭的系统中，还有哪些守恒的观测量在原则上是可测量的，以及相应的不确定关系是什么。
1999-06-09 gr-qc quant-ph
Flavor-mass majorization uncertainty relations and their links to the mixing matrix
在优化方法中考虑了中微子的味和质量本征态的一致性。非平凡边界反映了中微子不能同时处于味本征态和质量本征态的事实。作为不确定性的定量度量，Rényi和Tsallis熵都被利用。在当前关于混合矩阵的经验量内，优化不确定性关系仅需要设置两个参数的值，即$θ_{12}$和$θ_{13}$。也就是说，majorization方法是适用于相同的框架内的Maassen-Uffink关系最近在这种情况下使用。我们还考虑了检测效率低下的情况，因为它可以自然地纳入熵框架。对熵测不准关系在量子存储中的应用作了简要评述。
2021-12-27 hep-ph quant-ph
A q-deformed Uncertainty Relation
在一个q-变形的量子力学的提法从海森堡不确定关系的q-变形的不确定关系的定性削弱被揭示。讨论了当$q$为某个不等于1的定值时，普通量子力学的恢复问题及相应的恢复条件.
2003-10-21 hep-th quant-ph
Generalized uncertainty principle and $D$-dimensional quantum mechanics
在$D$维自由粒子和谐振子系统中研究了具有广义不确定原理（GUP）的非相对论量子力学。这些系统的Feynman传播子是在GUP参数的第一阶内精确导出的。
2020-05-05 hep-th quant-ph
Interpretation of the Cosmological Constant Problem within the Framework of Generalized Uncertainty Principle
通过引入一个称为抑制指数的正整数$n$，提出了一种改进的指数广义不确定原理（GUP）.由于GUP引起的UV/IR混合，动量小于临界动量的态（$P < P_{\rm Crit}$）被动量大于临界动量的态（$P > P_{\rm Crit}$）抵消，因此对真空的能量密度没有贡献。通过只考虑动量大于临界动量的态（$P > P_{\rm Crit}$）的贡献，选择合适的抑制指数$n \sim 10^{123}$，计算出与实验观测值一致的宇宙学常数.
2014-05-04 gr-qc hep-th quant-ph
Lie Algebraic Uncertainty Relations
Jianghan University（江汉大学）；North Carolina State University（北卡罗来纳州立大学）；Central China Normal University（华中师范大学）；Agency for Science, Technology and Research (A*STAR)（科学技术研究局（A*STAR））
本文提出基于协方差的量子不确定性表述，从李代数及其表示推导出闭式最优界限，将不确定性转化为守恒律，并连接对称性与表示理论以揭示量子信息处理的固有极限。
2026-10-06 math.RT quant-ph
Negative Probability and Uncertainty Relations
所有不确定性关系的简明推导完全在相空间量子化的范围内给出，而不求助于算子方法，直接使用外尔对应，或x和p的边缘分布。
2001-09-26 hep-th math-ph math.MP
Critical look at the time-energy uncertainty relations
分析了Heisenberg和Mandelstam-Tamm的时间-能量不确定关系。由此分析得出的结论是，在薛定谔和冯诺依曼的量子力学中，这些关系的地位不能被认为与严格的位置-动量不确定关系的地位相同。结论是时间-能量测不准关系不能被认为是普适的。
2019-08-14 hep-ph physics.pop-ph quant-ph
New Light on Infrared Problems: Sectors, Statistics, Spectrum and All That
在代数量子场论的一般背景下，提出了一种分析理论的物理状态空间的新方法;它涵盖了具有长程力的理论，如量子电动力学。利用电荷类的概念，它推广了超选择扇区的概念，避免了红外问题。事实上，在此基础上，人们可以系统地确定和分类理论的适当电荷含量，相应状态的统计及其光谱性质。这种方法的一个关键因素是，在实际实验中，时间箭头会产生一个纯粹几何性质的洛伦兹不变红外截止。
2013-01-14 hep-th math-ph math.MP
