論文の概要: Operational Quantum Frames: An operational approach to quantum reference frames

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2304.07021v2
• Date: Sun, 3 Sep 2023 11:26:18 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-09-07 05:46:29.405960
• Title: Operational Quantum Frames: An operational approach to quantum reference frames
• Title（参考訳）: オペレーショナル量子フレーム:量子参照フレームに対する操作的アプローチ
• Authors: Jan G{\l}owacki
• Abstract要約: 我々は、共変正作用素値測度(POVM)を備えた量子システムとして定義される量子参照フレームの操作的概念を導入する。 フレームがローカライズ可能な場合、つまり、フレームの高度に局所化された確率分布を生じさせる状態は、そのような局所化されたフレーム作成に関する相対的な記述を制限することで、量子力学の通常の非リレーショナル形式を回復する。
• 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: The quantum reference frames program is based on the idea that reference frames should be treated as quantum physical systems. In this work, we combine these insights with the emphasis on operationality, understood as refraining from introducing into the framework objects not directly related to in principle verifiable probabilities of measurement outcomes, and identifying the setups indistinguishable as such. Based on intuitions from special relativity and gauge theory, we introduce an operational notion of a quantum reference frame -- which is defined as a quantum system equipped with a covariant positive operator-valued measure (POVM) -- and build a framework on the concept of operational equivalence that allows us to enforce operationality by quotienting the quantum state spaces with equivalence relation of indistinguishability by the available effects, assumed to be invariant under gauge transformations, and framed in the sense of respecting the choice of the frame's POVM. Such effects are accessed via the yen construction, which maps effects on the system to those on the composite system, satisfying gauge invariance and framing. They are called relative, and the classes of states indistinguishable by them are referred to as relative states. We show that when the frame is localizable, meaning that it allows for states that give rise to a highly localized probability distribution of the frame's observable, by restricting the relative description upon such localized frame preparation we recover the usual, non-relational formalism of quantum mechanics. We provide a consistent way of translating between different relative descriptions by means of frame-change maps and compare these with the corresponding notions in other approaches to QRF, establishing an operational agreement in the domain of common applicability.
• Abstract（参考訳）: 量子参照フレームプログラムは、参照フレームを量子物理システムとして扱うべきだという考えに基づいている。 本研究では,これらの知見と運用性を重視し,測定結果の原理的検証可能な確率に直接関係しないフレームワークオブジェクトへの導入を控えた上で,その設定を区別できないものと捉えた。 Based on intuitions from special relativity and gauge theory, we introduce an operational notion of a quantum reference frame -- which is defined as a quantum system equipped with a covariant positive operator-valued measure (POVM) -- and build a framework on the concept of operational equivalence that allows us to enforce operationality by quotienting the quantum state spaces with equivalence relation of indistinguishability by the available effects, assumed to be invariant under gauge transformations, and framed in the sense of respecting the choice of the frame's POVM. このような効果は円構成を通じてアクセスされ、ゲージ不変性とフレーミングを満足し、システムへの影響を複合システムへの影響にマッピングする。 それらは相対状態と呼ばれ、それらによって区別できない状態のクラスは相対状態と呼ばれる。 フレームが局所化可能であるとき、つまり、フレームの可観測性の非常に局所化された確率分布を生じさせる状態に対して、そのような局所化フレーム準備の相対的記述を制限することにより、量子力学の通常の非関係形式性を回復できることを示す。 フレーム交換マップを用いて、異なる相対的記述間の一貫した翻訳方法を提供し、これらを他のQRF手法における対応する概念と比較し、共通適用性領域における運用上の合意を確立する。

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