論文の概要: Operational Quantum Reference Frame Transformations

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2303.14002v3
• Date: Mon, 26 Aug 2024 07:51:55 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2024-08-28 01:26:59.126908
• Title: Operational Quantum Reference Frame Transformations
• Title（参考訳）: 演算量子参照フレーム変換
• Authors: Titouan Carette, Jan Głowacki, Leon Loveridge,
• Abstract要約: 量子参照フレームとその変換のための汎用的で運用的なフレームワークを提供する。 この研究は、物理的に区別できない量子状態が特定される、運用等価性の概念に基づいて構築されている。 我々は、初期フレームが観測可能なフレームに対して高度に局所化された状態を持つという設定において、明示的な実現を与える。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: Quantum reference frames are needed in quantum theory for much the same reasons that reference frames are in classical theories: to manifest invariance in line with fundamental relativity principles and to provide a basis for the definition of observable quantities. Though around since the 1960s, and used in a wide range of applications, only recently has the means for transforming descriptions between different quantum reference frames been tackled in detail. In this work, we provide a general, operationally motivated framework for quantum reference frames and their transformations, holding for locally compact groups. The work is built around the notion of operational equivalence, in which quantum states that cannot be physically distinguished are identified. For example, we describe the collection of relative observables as a subspace of the algebra of invariants on the composite of system and frame, and from here the set of relative states is constructed through the identification of states which cannot be distinguished by relative observables. Through the notion of framed observables -- the formation of joint observables of system and frame -- of which the relative observables can be understood as examples, quantum reference frame transformations are then maps between equivalence classes of relative states which respect the framing. We give an explicit realisation in the setting that the initial frame admits a highly localized state with respect to the frame observable. The transformations are invertible exactly when the final frame also has such a localizability property. The procedure we present is in operational agreement with other recent inequivalent constructions on the domain of common applicability, but extends them in a number of ways, and weakens claims of entanglement generation through frame changes.
• Abstract（参考訳）: 量子参照フレームは、古典理論における参照フレームと全く同じ理由で量子理論において必要であり、基本的な相対性理論に従って不変性を示すことと、観測可能な量の定義の基盤を提供する。 1960年代以降、幅広い用途で使用されているが、近年では異なる量子参照フレーム間の記述を詳細に変換する手段がある。 本研究では、量子参照フレームとその変換のための一般的かつ運用的な動機付けのフレームワークを提供し、局所コンパクト群を保持する。 この研究は、物理的に区別できない量子状態が特定される、運用等価性の概念に基づいて構築されている。 例えば、系とフレームの合成上の不変量の代数の部分空間として相対可観測物の集合を記述し、ここから相対状態の集合は相対可観測物によって区別できない状態の同定によって構成される。 フレーム付きオブザーバブル(英語版)の概念(系とフレームの合同オブザーバブルの形成)を通じて、相対オブザーバブルは例として理解できるが、量子参照フレーム変換はフレーミングを尊重する相対状態の同値類の間の写像となる。 我々は、初期フレームが観測可能なフレームに対して高度に局所化された状態を持つという設定において、明示的な実現を与える。 変換は、最終フレームがそのようなローカライズ性を持つとき、正確には可逆である。 提案手法は, 共通適用性領域に関する他の非等価な構成と運用上の合意が得られたが, 様々な方法で拡張し, フレーム変化による絡み合い生成の主張を弱める。

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