論文の概要: Causal structure in the presence of sectorial constraints, with application to the quantum switch

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2204.10273v3
• Date: Fri, 26 May 2023 15:54:31 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-05-30 00:27:10.420991
• Title: Causal structure in the presence of sectorial constraints, with application to the quantum switch
• Title（参考訳）: セクタリー制約の存在下での因果構造と量子スイッチへの応用
• Authors: Nick Ormrod, Augustin Vanrietvelde, Jonathan Barrett
• Abstract要約: 既存の量子因果構造の研究は、興味のあるシステム上で任意の操作を実行できると仮定している。 我々は、量子因果モデリングの枠組みを、システムがセクター的制約に悩まされるような状況にまで拡張する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: Existing work on quantum causal structure assumes that one can perform arbitrary operations on the systems of interest. But this condition is often not met. Here, we extend the framework for quantum causal modelling to situations where a system can suffer sectorial constraints, that is, restrictions on the orthogonal subspaces of its Hilbert space that may be mapped to one another. Our framework (a) proves that a number of different intuitions about causal relations turn out to be equivalent; (b) shows that quantum causal structures in the presence of sectorial constraints can be represented with a directed graph; and (c) defines a fine-graining of the causal structure in which the individual sectors of a system bear causal relations. As an example, we apply our framework to purported photonic implementations of the quantum switch to show that while their coarse-grained causal structure is cyclic, their fine-grained causal structure is acyclic. We therefore conclude that these experiments realize indefinite causal order only in a weak sense. Notably, this is the first argument to this effect that is not rooted in the assumption that the causal relata must be localized in spacetime.
• Abstract（参考訳）: 既存の量子因果構造の研究は、興味のあるシステム上で任意の操作を実行できると仮定している。 しかし、この条件はしばしば満たされない。 ここでは、量子因果モデリングの枠組みを、システムが互いに写像されるヒルベルト空間の直交部分空間の制限として、セクタリー制約に苦しむことができる状況にまで拡張する。 当社の枠組み (a)因果関係に関する多くの異なる直観が等価であることが証明される。 (b) セクター制約の存在下での量子因果構造が有向グラフで表現できることを示す。 c) システムの個々のセクタが因果関係を持つ因果構造の細粒度を定義する。 例えば、この枠組みを量子スイッチのフォトニック実装に応用し、粗粒の因果構造は循環的であるが、細粒の因果構造は非循環的であることを示す。 したがって、これらの実験は弱い意味でのみ不確定因果順序を実現する。 特に、これは因果相対論が時空に局所化されなければならないという仮定に基づかない、この効果に対する最初の議論である。

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