論文の概要: Background Independence and Quantum Causal Structure

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2106.01038v3
• Date: Wed, 23 Nov 2022 07:32:40 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-03-28 01:32:13.221732
• Title: Background Independence and Quantum Causal Structure
• Title（参考訳）: 背景独立性と量子因果構造
• Authors: Lachlan Parker, Fabio Costa
• Abstract要約: 量子力学が相対性理論と異なる重要な方法の1つは、時空に固定された背景参照フレームを必要とすることである。 2つの理論の組み合わせは、非古典的、あるいは「不定」因果構造をもたらすことが期待されている。 プロセス行列形式論の背景非依存な定式化を提案する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: One of the key ways in which quantum mechanics differs from relativity is that it requires a fixed background reference frame for spacetime. In fact, this appears to be one of the main conceptual obstacles to uniting the two theories. Additionally, a combination of the two theories is expected to yield non-classical, or "indefinite", causal structures. In this paper, we present a background-independent formulation of the process matrix formalism - a form of quantum mechanics that allows for indefinite causal structure - while retaining operationally well-defined measurement statistics. We do this by postulating an arbitrary probability distribution of measurement outcomes across discrete "chunks" of spacetime, which we think of as physical laboratories, and then requiring that this distribution be invariant under any permutation of laboratories. We find (a) that one still obtains nontrivial, indefinite causal structures with background independence, (b) that we lose the idea of local operations in distinct laboratories, but can recover it by encoding a reference frame into the physical states of our system, and (c) that permutation invariance imposes surprising symmetry constraints that, although formally similar to a superselection rule, cannot be interpreted as such.
• Abstract（参考訳）: 量子力学が相対性理論と異なる重要な方法の1つは、時空に固定された背景参照フレームを必要とすることである。 実際、これは2つの理論を団結させる主要な概念的障害の1つである。 さらに、2つの理論の組み合わせは、古典的でない「不定」因果構造をもたらすことが期待されている。 本稿では,不定因果構造を許容する量子力学の一形態であるプロセス行列形式論の背景独立な定式化について述べる。 我々は、時空の離散的な「チャンク」にまたがる測定結果の任意の確率分布を仮定し、物理実験室とみなし、この分布は実験室の任意の置換の下で不変である必要がある。 見つけました (a)背景独立性のある非自明で不定な因果構造をまだ得ること。 b) 異なる研究室でのローカル操作の考え方を失うが、基準フレームをシステムの物理的状態にエンコードすることで、それを回復することができること。 c) 置換不変性が驚くべき対称性の制約を課すことは、形式的には超選択規則に似ているが、そのような解釈はできない。

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