論文の概要: Realism and causality imply information erasure by measurements
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2307.03134v3
- Date: Wed, 04 Jun 2025 11:28:29 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2025-06-05 21:20:13.76085
- Title: Realism and causality imply information erasure by measurements
- Title（参考訳）: 実感と因果性は測定による情報消去を示唆する
- Authors: Alberto Montina, Stefan Wolf,
- Abstract要約: この結果が無視された場合、射影測度はフォン・ノイマンエントロピーを減少させることができないことを示す。
我々は,情報消去を,オントロジ理論の時間対称性を破るメカニズムとして認識する。
我々は、マクロ現実性の実験的なLeggett-Gargテストにおける不器用な抜け穴の問題は、情報消去定理によって緩和されることを示す。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.9208007322096533
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: A projective measurement cannot decrease the von Neumann entropy if the outcome is ignored. However, under certain sound assumptions and using the quantum violation of Leggett-Garg inequalities, we have previously demonstrated that this property is not inherited by a classical simulation of such a measurement process. In the simulation, a measurement erases prior information by partially resetting the system, suggesting that the quantum-state update following a measurement cannot be entirely epistemic. The erasure of information has been proved by assuming that the maximally mixed quantum state corresponds to maximal ignorance of the classical state. A more intricate proof employed the weaker hypothesis that the entropy is finite at some stage of the simulation. In this paper, we focus on the quantum-foundational implications of this theorem. We first provide a simple proof by directly using the second hypothesis. Second, we identify information erasure as the mechanism breaking the time symmetry in ontological theories. This symmetry break has been previously proved by Pusey and Leifer. Third, we show that information erasure and, thus, symmetry break can be avoided by employing a branching "a la" many-worlds theory. The information flow and the time asymmetry are transferred to the measurement devices and the subsequent comparison of results, which inherently involve time-asymmetric processes. Thus, causality and the absence of information erasure suggest that measurements have multiple actual outcomes. Similarly, Deutsch and Hayden argued that Bell's theorem leads to the same conclusion if locality is given for granted. We conclude by showing that the problem of the clumsiness loophole in an experimental Leggett-Garg test of macrorealism is mitigated by the information-erasure theorem.
- Abstract（参考訳）: 射影測度は、結果が無視される場合、フォン・ノイマンエントロピーを減少させることはできない。
しかし、特定の音響仮定とLeggett-Gargの不等式を用いた場合、そのような測定過程の古典的なシミュレーションでは、この性質は受け継がれていないことが証明されている。
シミュレーションでは、測定がシステムの一部を部分的にリセットすることで事前情報を消去し、測定後の量子状態更新が完全にてんかんとはならないことを示唆する。
情報の消去は、最大混合量子状態が古典状態の最大無知に対応すると仮定して証明されている。
より複雑な証明は、エントロピーがシミュレーションのある段階で有限であるというより弱い仮説を用いた。
本稿では,この定理の量子基礎的含意に焦点をあてる。
まず、第2の仮説を直接利用して簡単な証明を与える。
第二に、情報消去は、オントロジ理論における時間対称性を破るメカニズムである。
この対称性の破れは以前にプシーとライファーによって証明された。
第三に、情報の消去、つまり対称性の破れは、分岐する「a la」多世界理論を用いることで回避できることを示す。
情報フローと時間非対称性は、本質的に時間非対称性プロセスを含む測定装置とその後の結果の比較に転送される。
したがって、因果関係と情報消去の欠如は、測定が複数の実際の結果をもたらすことを示唆している。
同様に、ドイッチュとヘイデンはベルの定理がローカリティが与えられた場合、同じ結論に至ると主張した。
我々は、マクロ現実性の実験的なLeggett-Gargテストにおける不器用な抜け穴の問題は、情報消去定理によって緩和されることを示す。
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