論文の概要: Quantum reference frame transformations as symmetries and the paradox of the third particle

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2011.01951v2
• Date: Sat, 21 Aug 2021 09:05:41 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-04-25 11:39:38.149183
• Title: Quantum reference frame transformations as symmetries and the paradox of the third particle
• Title（参考訳）: 対称性としての量子参照フレーム変換と第三粒子のパラドックス
• Authors: Marius Krumm, Philipp A. Hoehn, Markus P. Mueller
• Abstract要約: 量子参照フレーム(QRF)変換は、単純な物理系の対称性として自然に現れることを示す。 このような量子対称性に制約されたエージェントによって測定可能な可観測物の明示的な記述を与える。 我々はこの結果を第3粒子のパラドックスとして知られるパズルに適用する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: In a quantum world, reference frames are ultimately quantum systems too -- but what does it mean to "jump into the perspective of a quantum particle"? In this work, we show that quantum reference frame (QRF) transformations appear naturally as symmetries of simple physical systems. This allows us to rederive and generalize known QRF transformations within an alternative, operationally transparent framework, and to shed new light on their structure and interpretation. We give an explicit description of the observables that are measurable by agents constrained by such quantum symmetries, and apply our results to a puzzle known as the `paradox of the third particle'. We argue that it can be reduced to the question of how to relationally embed fewer into more particles, and give a thorough physical and algebraic analysis of this question. This leads us to a generalization of the partial trace (`relational trace') which arguably resolves the paradox, and it uncovers important structures of constraint quantization within a simple quantum information setting, such as relational observables which are key in this resolution. While we restrict our attention to finite Abelian groups for transparency and mathematical rigor, the intuitive physical appeal of our results makes us expect that they remain valid in more general situations.
• Abstract（参考訳）: 量子の世界では、参照フレームは究極的には量子システムでもある。 本研究では,単純な物理系の対称性として,量子参照フレーム(QRF)変換が自然に現れることを示す。 これにより、既知のQRF変換を、運用上透過的なフレームワーク内で再開発し、一般化し、その構造と解釈に新たな光を放つことができます。 このような量子対称性に制約されたエージェントによって測定可能な可観測物の明示的な記述を与え、その結果を「第3粒子のパラドックス」と呼ばれるパズルに適用する。 より少ない粒子をより多くの粒子にどのように埋め込むかという問題に還元できると論じ、この問題の物理的および代数的解析を徹底的に行うことができる。 これにより、パラドックスを確実に解決する部分的トレース('relational trace')が一般化され、この分解において鍵となるリレーショナルオブザーバブルのような単純な量子情報設定において制約量子化の重要な構造が明らかになる。 我々は、透明性と数学的厳密性のために有限アベリア群に注意を向けるが、直感的な物理的魅力は、それらがより一般的な状況において有効であることを期待する。

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