論文の概要: Measurement simulability and incompatibility in quantum theory and other
operational theories
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2106.03588v1
- Date: Mon, 7 Jun 2021 13:12:02 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-03-27 09:06:10.792027
- Title: Measurement simulability and incompatibility in quantum theory and other
operational theories
- Title（参考訳）: 量子論および他の操作理論における再現性と非互換性の測定
- Authors: Leevi Lepp\"aj\"arvi
- Abstract要約: 量子論や他の操作理論における測定の特性について考察する。
既存の測定装置にこのプロセスを適用することで,新しいデバイスを動作的に模倣する方法について検討する。
物理量の制限された集合は、シミュレーションプロセスに関して閉じなければならないと論じる。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: In this thesis, we consider the properties of measurements in quantum theory
and other operational theories. After having introduced the framework of
operational theories, we consider a communication scheme based on an
experimental prepare-and-measure scenario and demonstrate this with different
communication tasks. This gives us context for how the different communication
tasks can be implemented in different theories, in doing so establishing
quantum theory intuitively as an operational theory among other theories. The
main property of measurements we focus on in this work is the simulation of
measurements, which consists of manipulating the inputs and outputs of the
measurement devices. We study how using this process on existing measurement
devices can be used to operationally imitate new devices, and what kind of
structure the simulation process induces on measurements. We also consider
applications of simulability. Firstly, we consider operational restrictions
imposed upon measurements. We argue that the restricted set of physical
measurements must be closed with respect to the simulation process since the
simulation of physical devices must lead to other physically feasible devices.
We demonstrate different types of restrictions by classifying them. As a second
application we see how the simulation of measurements relates to compatibility
of measurements and how it can be viewed as a generalisation of it. This allows
us to present an operational principle previously known to quantum theory, the
no-free-information principle, according to which any measurement that is
compatible with all other measurement must not provide any useful, and
therefore free, information about the system. Whilst this principle holds in
quantum theory, there are non-classical theories for which it is violated, and
so enforcing this principle may be considered a way to exclude some unphysical
theories.
- Abstract（参考訳）: この論文では、量子論や他の操作理論における測定の特性について考察する。
運用理論の枠組みを導入した後、実験的な準備・測定シナリオに基づくコミュニケーションスキームを検討し、異なるコミュニケーションタスクでそれを実証する。
これにより、異なる通信タスクを異なる理論でどのように実装できるかの文脈が示され、量子論を他の理論の操作理論として直感的に確立することができる。
本研究で注目する測定の主な特性は、測定装置の入力と出力を操作することからなる測定のシミュレーションである。
既存の測定装置にこのプロセスを用いることで、新しいデバイスを操作的に模倣し、シミュレーションプロセスが測定にどのような構造を誘導するかを検討する。
また,シミュラビリティの応用も検討する。
まず,測定に課される運用上の制約について考察する。
物理機器のシミュレーションは、他の物理的実現可能なデバイスに繋がる必要があるため、物理測定の制限されたセットはシミュレーションプロセスに関して閉じなければならない。
異なる種類の制限を分類することで示します。
第2の応用として、測定のシミュレーションが測定の整合性にどのように関係し、それを一般化とみなすかを見る。
これにより、他のすべての測定値と互換性のあるあらゆる測定値が、システムに関する有用な情報を提供してはならないため、これまで量子理論で知られていた無自由情報原理(no-free-information principle)を提示することができる。
この原理は量子論において成り立つが、それが破られる非古典的理論が存在するので、この原理を強制することはいくつかの非物理的理論を排除する方法と考えられる。
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