論文の概要: Quantum operations with indefinite time direction
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2012.03859v4
- Date: Wed, 25 May 2022 21:12:11 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-04-21 20:55:12.018090
- Title: Quantum operations with indefinite time direction
- Title（参考訳）: 不定時間方向を持つ量子演算
- Authors: Giulio Chiribella and Zixuan Liu
- Abstract要約: 我々は、前方方向と後方方向の組み合わせで量子過程を探索する演算のためのフレームワークを導入する。
それらのいくつかは、一定の方向に過程を探索する操作のランダムな混合とは解釈できない。
より一般的には、不定時間方向と不定因数順序を含む多部演算の集合を導入する。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 1.005130974691351
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: The fundamental dynamics of quantum particles is neutral with respect to the
arrow of time. And yet, our experiments are not: we observe quantum systems
evolving from the past to the future, but not the other way round. A
fundamental question is whether it is possible to conceive a broader set of
operations that probe quantum processes in the backward direction, from the
future to the past, or more generally, in a combination of the forward and
backward directions. Here we introduce a mathematical framework for these
operations, showing that some of them cannot be interpreted as random mixtures
of operations that probe processes in a definite direction. As a concrete
example, we construct an operation, called the quantum time flip, that probes
an unknown dynamics in a quantum superposition of the forward and backward
directions. This operation exhibits an information-theoretic advantage over all
operations with definite direction. It can be realised probabilistically using
quantum teleportation, and can be reproduced experimentally with photonic
systems. More generally, we introduce a set of multipartite operations that
include indefinite time direction as well as indefinite causal order, providing
a framework for potential extensions of quantum theory.
- Abstract（参考訳）: 量子粒子の基本的なダイナミクスは、時間の矢印に関して中立である。
我々は過去から未来まで進化する量子システムを観察するが、その逆ではない。
根本的な問題は、未来から過去、あるいはより一般的には前方方向と後方方向の組み合わせで、量子過程を後方方向に探索するより広い一連の操作を想像できるかどうかである。
本稿では,これらの演算の数学的枠組みについて紹介し,それらのいくつかは一定方向のプロセスを調べる演算のランダムな混合として解釈できないことを示した。
具体的な例として、量子時間反転と呼ばれる演算を構築し、前方方向と後方方向の量子重ね合わせにおいて未知のダイナミクスを探索する。
この操作は、定方向の全ての操作に対して情報理論上の優位性を示す。
量子テレポーテーションを用いて確率的に実現でき、フォトニック系で実験的に再現することができる。
より一般的には、不定時間方向と不定因数順序を含む多部演算の集合を導入し、量子論の潜在的な拡張のための枠組みを提供する。
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