論文の概要: Relativistic limits on quantum operations

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2108.05904v1
• Date: Thu, 12 Aug 2021 18:04:20 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-03-18 17:04:00.754090
• Title: Relativistic limits on quantum operations
• Title（参考訳）: 量子演算の相対論的極限
• Authors: Tein van der Lugt
• Abstract要約: 本稿では,Fewster と Verch による AQFT における一般共変量測定手法の提案について概説する。 当初の提案で設定されたフレームワークは、一般性や物理的モチベーションを失うことなく、大幅に単純化できると我々は主張する。
• 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 essay, we explore the limits imposed by the impossibility of superluminal signalling on the class of physically realisable quantum operations, focusing on the difference in approaches one can take towards this problem in Hilbert space quantum theory and algebraic quantum field theory (AQFT). We review a recent proposal by Fewster and Verch for a generally covariant measurement scheme in AQFT, which we call the FV scheme; along the way, we argue that the framework as set up in its original proposal can be greatly simplified without losing generality or physical motivation. We then discuss the problem, introduced by Sorkin, that naive generalisations of the notion of operation to the relativistic context can lead to signalling between spacelike observers by introducing a third observer. We consider approaches to tackle this problem in Hilbert space quantum theory and argue that these are sometimes ambiguous, since the physical (im)possibility of operations depends in part on the specific spacetime embodiment of the quantum system under consideration, which lies outside the Hilbert space formalism. In the AQFT context, we review and generalise a recent result showing that operations induced by the FV measurement scheme do not enable superluminal signalling. We connect this result to Hilbert space by introducing a concrete model of AQFT, which we call the `hybrid model' as it provides a way to explicitly embed Hilbert space quantum theory into spacetime using the formalism of AQFT. Finally, we show that in this model, under suitable necessary and sufficient conditions, the converse result also holds: every operation that does not enable superluminal signalling can be implemented in the FV framework.
• Abstract（参考訳）: 本稿では、ヒルベルト空間量子論と代数的量子場理論(aqft)におけるこの問題に対するアプローチの違いに着目して、物理的に実現可能な量子演算のクラスに超光シグナルが与えられないことによる限界を考察する。 我々はFewster と Verch による FV スキームと呼ばれる AQFT の一般共変測度スキームに関する最近の提案をレビューし、その過程では、元の提案に設定されたフレームワークは、一般性や物理的モチベーションを失うことなく、大幅に単純化できると論じている。 次に、Sorkinによって導入された問題について議論し、相対論的文脈への操作の概念の素早い一般化は、第3の観測者を導入することで、空間的な観測者間のシグナル伝達につながる。 我々は、ヒルベルト空間量子論においてこの問題に取り組むためのアプローチを検討し、操作の物理的(im)可能性の一部はヒルベルト空間形式論の外側にある量子システムの特定の時空具体化に依存するため、しばしば曖昧であると主張する。 aqftの文脈では、fv測定方式によって引き起こされる操作がスーパールミナル信号化を許さないことを示す最近の結果を概観し、一般化する。 我々はこの結果を、AQFTの具体的なモデルを導入して、ヒルベルト空間量子論をAQFTの形式主義を用いて時空に明示的に埋め込む方法として「ハイブリッドモデル」と呼ぶことで、ヒルベルト空間に接続する。 最後に、このモデルにおいて、適切な必要かつ十分な条件下では、逆の結果も成り立つことを示し、超音速シグナリングを可能としない全ての操作をFVフレームワークに実装できることを示す。

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