論文の概要: Quantum Causal Inference with Extremely Light Touch
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2303.10544v3
- Date: Thu, 28 Mar 2024 07:32:35 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2024-03-29 22:12:46.221449
- Title: Quantum Causal Inference with Extremely Light Touch
- Title（参考訳）: 超軽量タッチによる量子因果推論
- Authors: Xiangjing Liu, Yixian Qiu, Oscar Dahlsten, Vlatko Vedral,
- Abstract要約: 我々は、量子観測のみを用いた明示的な量子因果推論スキームを提案する。
空間時間擬似密度行列の閉形式表現を複数時間およびキュービットに関連付ける。
2つのサブシステムの間にシグナルが存在しない場合、擬密度行列の関連する還元状態は負性を持たないことが証明される。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
- License: http://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/4.0/
- Abstract: We consider the quantum version of inferring the causal relation between events. There has been recent progress towards identifying minimal interventions and observations needed. We here give an explicit quantum causal inference scheme using quantum observations alone for the case of a bipartite quantum system with measurements at two times. In this scenario there may be combinations of temporal and spatial correlations. We derive a closed-form expression for the space-time pseudo-density matrix associated with many times and qubits. This matrix can be determined by coarse-grained quantum observations alone and the protocol is in that sense extremely light touch. We prove that if there is no signalling between two subsystems, the associated reduced state of the pseudo-density matrix cannot have negativity, regardless of the possible presence of initial spatial correlations. We further exploit the time asymmetry of the pseudo-density matrix to determine the temporal order of events. The negativity and time asymmetry are used to determine compatibility with 5 causal structures distinguished by the direction of causal influence and whether there are initial correlations or not. The protocol succeeds for a state with coherence undergoing a fully decohering channel, showing that coherence in the channel is not necessary for the quantum advantage of causal inference from observations alone.
- Abstract（参考訳）: 事象間の因果関係を推定する量子バージョンを考える。
必要な最小限の介入と観察を特定するための最近の進歩がある。
ここでは,2つの測定値を持つ二部量子系の場合のみに量子観測を用いた明示的な量子因果推論スキームを提案する。
このシナリオでは、時間的相関と空間的相関が組み合わせられる。
空間時間擬似密度行列の閉形式表現を複数時間およびキュービットに関連付ける。
この行列は粗粒の量子観測だけで決定でき、このプロトコルは極端に軽い触覚である。
2つのサブシステム間にシグナルが存在しない場合、擬密度行列の関連する還元状態が初期空間相関の有無にかかわらず負性を持つことができないことが証明される。
さらに擬似密度行列の時間非対称性を利用して事象の時間次数を決定する。
負性および時間非対称性は、因果影響の方向と初期相関の有無によって区別される5つの因果構造との整合性を決定するために用いられる。
このプロトコルは、完全にデコヒーリングされたチャネルのコヒーレンスを持つ状態に成功し、チャネル内のコヒーレンスが観測のみによる因果推論の量子的優位性には必要ないことを示した。
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