Entanglement consumption of instantaneous nonlocal quantum measurements
相对论因果关系对非局部变量的可测性有着戏剧性的影响，并提出了一个基本问题，即谈论非局部变量在特定时间的值是否有物理意义。最近的工作表明，通过削弱测量在制备变量本征态中的作用，实际上可以通过利用纠缠来瞬时测量所有非局域可观测量。然而，为了使这些测量方案能够成功，最初必须分配无限数量的纠缠，并且所有这些纠缠都必须被消耗掉。在这项工作中，我们锐化的瞬时非本地测量的特性明确设计方案，其中只有有限数量的最初分布的纠缠是以往任何时候都利用。这使我们能够确定一个上限的平均消耗最一般的情况下，非本地测量。这包括状态验证的任务，其中测量验证系统是否处于给定状态，以及可观测的一般本征态集的验证测量。尽管它的有限性，纠缠消耗的增长被发现显示出一个非常不利的指数的指数标度与包含施密特秩的目标状态所需的量子位的数量或在系统中的量子位的总数的操作员测量。这种缩放被认为是一个后果的组合的通用指数缩放的酉分解结合高度递归的结构，我们的计划需要克服相对论因果关系的无信号约束。
2010-08-17 quant-ph
Simplified instantaneous non-local quantum computation with applications to position-based cryptography
在类空间分离区域之间的非局部可观测量的瞬时测量可以在不违反因果关系的情况下进行。这一壮举依赖于纠缠的使用。在这里，我们为这项任务以及具有本地操作和单轮经典通信的多体量子计算的相关问题提出了新的协议。与以前已知的技术相比，我们的协议减少了纠缠消耗的指数量。我们还证明了一个线性下界的纠缠所需的实施一定的非本地测量的量。这些结果与基于位置的密码学有关：在通信量子位的数量上呈指数级缩放的纠缠量足以使任何这样的方案不安全。此外，我们表明，某些计划是安全的假设下，对手有更少的纠缠比给定的线性界限，并限于经典的通信。
2011-09-20 quant-ph
Spreading of Correlations and Entanglement in the Long-Range Transverse Ising Chain
长程相互作用是否允许非相对论量子模型中的某种形式的因果关系仍然是一个悬而未决的问题，对信息传播和热化过程具有深远的影响。本文研究了具有代数长程交换耦合的一维横向伊辛模型的非平衡动力学。使用最先进的张量网络的方法，辅以分析计算，并考虑到各种可观的，我们表明，出现了一种弱形式的因果关系，其特征在于非普适动力学指数。虽然局部自旋和自旋相关因果边缘是亚弹道的，但因果区域具有丰富的内部结构，其取决于可观察到的，显示弹道或超弹道特征。相比之下，纠缠熵的因果区域是没有特征的，它的边缘总是弹道式的，与相互作用范围无关。我们的研究结果揭示了信息在长程相互作用晶格模型中的传播，并为未来的实验铺平了道路。
2022-03-30 cond-mat.quant-gas cond-mat.stat-mech quant-ph
A limit on nonlocality in any world in which communication complexity is not trivial
贝尔证明了量子纠缠使两个类似空间的分离方能够表现出经典上不可能的相关性。尽管这些相关性比任何经典的可实现的东西都要强大，但它们不能被利用来使瞬时（比光速更快）通信成为可能。然而，波佩斯库和罗利希已经证明，可以定义更强的相关性，在这种相关性下，即时通信仍然是不可能的。这就提出了一个问题：为什么量子力学所能实现的相关性在那些保持因果关系的相关性中不是最大的？我们给出了这个问题的部分答案表明，稍微强的相关性将导致在一个世界中，通信的复杂性变得微不足道。
2005-08-04 quant-ph
Asynchronous Quantum Distributed Computing: Causality, Snapshots, and Global Operations
Dartmouth（达特茅斯学院）；MIT（麻省理工学院）
本文研究异步量子分布式系统，提出通过局部操作实现可分解的全局量子操作，如量子快照，并设计QGO算法，验证Lamport因果性在量子世界的有效性。
2026-04-09 cs.DC quant-ph
Accelerated Decay due to Operator Spreading in Bulk-Dissipated Quantum Systems
本文研究了马尔可夫开放多体量子系统在渐近长时间区域之前的弛豫动力学，引入瞬时衰减率表征瞬态弛豫，并提出体耗散系统因算符扩展引起的量子信息置乱会在渐近区域前表现出加速衰减。
2024-07-29 cond-mat.stat-mech quant-ph
Formulation of causality-preserving quantum time of arrival theory
本文通过移除到达时间算符中违反因果性的谱分量，重新形式化量子到达时间理论，证明经典到达时间的量子修正具有内在物理意义，并探讨其在粒子物理点相互作用和中子寿命异常解释中的应用。
2023-04-14 hep-ex hep-ph quant-ph
Bounds on Instantaneous Nonlocal Quantum Computation
本文研究瞬时非局域量子计算，提出LOBC协议，实现任意两量子比特门仅需O(log(1/ε))个纠缠比特，较LOCC指数改进，并首次给出基于纠缠熵的下界。
2020-04-30 quant-ph
Reality, measurement and locality in Quantum Field Theory
目前认为，测量过程破坏了量子场论（QFT）的局域因果性。这个信念也是基于爱因斯坦-波多尔斯基-罗森（EPR）悖论和所谓的贝尔定理，被认为是证明了一个神秘的存在，在遥远的测量之间的瞬间行动。然而，我最近已经表明，EPR参数被删除，在一个解释无关的方式，考虑到粒子物理学的标准模型，防止与一定数量的粒子纠缠态的生产。这个结果在这里被用来支持QFT的统计解释，并表明它允许与局部性和因果关系的完全和解。在这样的解释中，正如Ballentine和Jarret很久以前指出的那样，贝尔定理并没有证明任何非定域性。
2002-07-30 hep-th quant-ph
Single-particle entanglement gives rise to truly nonlocal effects like single-particle steering
1927年，在索尔维会议上，爱因斯坦提出了一个思想实验，主要目的是证明量子力学的不完备性;为了证明这一点，他使用了测量完成后，单个粒子波函数坍缩引起的瞬时非定域效应--幽灵般的超距超距作用。这一历史事件发生在著名的爱因斯坦-波多尔斯克-罗森对量子力学不完备性的批评之前。在这里，通过使用施特恩-格拉赫实验（SGE），我们演示了如何瞬时的非局域特性的波函数的崩溃与单粒子纠缠可以用来产生非局域效应的转向。在转向过程中，鲍勃得到一个量子态，这取决于爱丽丝决定测量哪个可观察量。为了实现这一点，我们充分利用了单粒子纠缠波函数的传播（在很大的距离上）。特别是，我们证明了单粒子纠缠的非局部性，使粒子知道哪个检测器爱丽丝正在使用转向鲍勃的状态。因此，尽管强有力的反驳，我们证明了单粒子纠缠引起真正的非局域效应在两个遥远的地方。这为利用单粒子纠缠实现真正的非定域任务提供了可能。
2020-12-03 quant-ph
Quantum Causality, Stochastics, Trajectories and Information
从量子随机学和信息学的现代观点出发，重新审视了量子力学的发现史及其解释的悖论。有人认为，在正统的量子力学中，没有像事件这样的量子现象学的位置。量子测量理论的发展，由冯·诺依曼发起，贝尔的隐变量理论的概念批评表明了解决这一危机的可能性。这可以通过分离动力学生成元的代数和势（量子）和实际（经典）可观测量的扩展代数来实现。后者，称为beables，形成了所有可观察量代数的中心，因为唯一可见的（宏观）可观察量必须与任何隐藏的（微观）可观察量兼容。结果表明，在这种方法中，量子因果关系可以恢复事件增强量子力学（事件力学）的形式的超选择规则的相容性的一致的历史与统计可预测的未来。以非破坏原理的形式应用这一规则导致了冯·诺依曼投影假设的统计推断，也导致了更一般的瞬时事件、自发定域（即量子跳跃）和状态扩散（即连续轨迹）的量子信息动力学。这以狄拉克边值问题和简化过滤方程的形式给出了臭名昭著的退相干和测量问题的动态解，从冯·诺伊曼、薛定谔和波尔开始的许多著名数学家和物理学家都未能成功解决这些问题。
2002-08-13 hep-th math.PR quant-ph
Einstein causality of quantum measurements in the Tomonaga-Schwinger picture
University of Cambridge（剑桥大学）
该研究探讨了量子测量在Tomonaga-Schwinger图景中的爱因斯坦因果性，证明了选择性测量满足任意子交换关系，并展示了非选择性测量的量子无信号性。
2025-11-28 gr-qc hep-th quant-ph
Locality and Nonlinear Quantum Mechanics
量子力学的非线性修正一般会导致违反相对论因果关系的非局域效应。我们研究了这些影响，使用量子场的泛函薛定谔方程，并确定了一种类型的非局域性，导致类空分离系统的近瞬时纠缠。我们描述了一个简单的例子，涉及广泛分离的波包（相干）状态，表明非线性薛定谔演化导致类空纠缠，即使在自由场论。
2015-01-09 gr-qc hep-th quant-ph
Heuristic explanation of quantum interference experiments
在狭义相对论的框架内，粒子被描述为满足线性方程的非扩散波包。杨氏和其他干涉实验解释了一个假设，有一个耦合之间的相互作用的波包的峰和非峰件。干涉实验的这种解释为量子力学提供了一种现实的解释。这种解释意味着粒子是物理实在的，没有波函数坍缩。这也意味着无论是经典力学还是当前的量子力学都不是描述物理实在的完备理论，贝尔不等式也不是检验实在性和定域性的正确试金石。讨论了宏观世界与微观世界的边界问题以及两者之间过渡区域（中观世界）的非相干性问题。目前的量子力学解释与哥本哈根解释的物理方面（如叠加原理、海森堡的不确定原理和玻恩的概率解释）是一致的，但不支持其哲学方面（如非实在性、非客观性、非因果性和互补原理）。
2005-01-25 quant-ph
Quantum Noise, Bits and Jumps: Uncertainties, Decoherence, Trajectories and Filtering
结果表明，100年前以量子热噪声和量子自发跃迁统计形式出现的“老”量子力学的许多耗散现象，用75年前海森堡和薛定谔发现的“新”保守量子力学是无法解释的。这导致了许多量子悖论，在本文中重新考虑。由冯·诺依曼发起的量子测量理论的发展，表明了通过将动力学生成元的代数与实际可观测量的代数分离来解决这一解释危机的可能性。它表明，在这种方法中，量子因果关系可以恢复的形式，超选择规则的兼容性，过去的观测与潜在的未来。这个规则，连同确保历史一致性的测量的自相容性，被称为非破坏性原则。应用这种因果关系条件的形式的动态交换关系导致推导出广义冯诺依曼减少，usharp，瞬时，自发，甚至连续的时间。这给出了一个量子概率解，以动力学滤波方程的形式，解决了从薛定谔和玻尔开始的许多著名物理学家都没有成功解决的臭名昭著的测量问题。最简单的马尔可夫量子随机模型的连续时间测量涉及的边界值问题，在第二次量子化的输入“提供”波在一个额外的维度，和减少的代数的“实际”可观的阿贝尔子代数的输出波。
2005-12-22 quant-ph
Beyond the Dirac phase factor: Dynamical Quantum Phase-Nonlocalities in the Schroedinger Picture
给出了标准规范变换方程的广义解，并从物理意义上进行了讨论。它们超越了通常的狄拉克相位因子，表现出非定域量子行为，经典场的相对论因果性直接影响薛定谔图像中波函数的相位。这些非局域相行为，显然忽视了路径积分的方法，给一个自然的帐户的动态非局域性字符的各种（甚至静态）Aharonov-Bohm现象，而在同一时间，他们似乎尊重因果关系。事实上，对于通过非零磁场或电场的粒子，它们会导致观测点处阿哈罗诺夫-玻姆相的抵消，从而将早期的半经典实验观测（沃纳和布里尔）推广到离域（扩散）量子态。这导致了以前未注意到的符号错误的文献中的更正，并自然解释了更深层次的原因，为什么某些时间相关的半经典参数是一致的静态结果在纯量子Aharonov-Bohm配置。这些非定域性也为文献中传播的误导性结果提供了补救措施（关于狄拉克相位因子的不加批判的使用，自费曼关于路径积分的工作以来一直存在）。它们以这样一种方式合谋，以精确地取消瞬时Aharonov-Bohm相位并恢复早期“悖论”（如van Kampen思想实验）中的相对论因果性，并以因果方式完成Peshkin关于电Aharonov-Bohm效应的讨论。本公式提供了一种直接的方法来解决时间依赖的单缝与双缝实验和相关的因果问题-最近引起了人们的注意，相对于目前的理论无法解决这些问题。
2011-05-11 cond-mat.mes-hall math-ph math.MP
Beyond the Dirac phase factor: Dynamical Quantum Phase-Nonlocalities in the Schrödinger Picture
给出了标准规范变换方程的广义解，并从物理意义上进行了讨论。它们超越了通常的狄拉克相位因子，表现出非定域量子行为，经典场的著名相对论因果性直接影响薛定谔图像中波函数的相位。这些非局域相行为，显然忽视了路径积分的方法，给一个自然的帐户的动态非局域性字符的各种（甚至静态）Aharonov-Bohm现象，而在同一时间，他们似乎尊重因果关系。对于通过非零磁场或电场的粒子，它们导致观测点处的阿哈罗诺夫-玻姆相的抵消，将早期的半经典实验观测（沃纳和布里尔）推广到离域（扩展）量子态。这导致了以前未注意到的符号错误的文献中的更正，并自然解释了更深层次的原因，为什么某些时间相关的半经典参数是一致的静态结果在纯量子Aharonov-Bohm配置。这些非定域性也为文献中传播的误导性结果提供了补救措施（关于狄拉克相位因子的不加批判的使用，自费曼关于路径积分的工作以来一直存在）。它们以这样一种方式合谋，以精确地取消瞬时Aharonov-Bohm相位并恢复早期“悖论”（如van Kampen思想实验）中的相对论因果性，并以因果方式完成Peshkin关于电Aharonov-Bohm效应的讨论。本公式提供了一种直接的方法来解决时间依赖的单缝与双缝实验和相关的因果问题-最近引起了人们的注意，相对于目前的理论无法解决这些问题。
2011-09-08 cond-mat.mes-hall math-ph math.MP
