論文の概要: Indefinite order in the interface of quantum mechanics and gravity
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2310.02290v1
- Date: Tue, 3 Oct 2023 01:16:27 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-10-05 18:24:45.510395
- Title: Indefinite order in the interface of quantum mechanics and gravity
- Title（参考訳）: 量子力学と重力の界面における不定次数
- Authors: Bruna Sahdo
- Abstract要約: 我々は、まず量子論の抽象的な一般化に現れる不定次数の概念について議論する。
我々は低エネルギーにおける重力のシナリオが不定順序にどのように結びつくかを示す。
- 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: Researchers have long been aiming to understand how the characteristics of
Quantum Theory and General Relativity combine to account for regimes in their
interface. One reason why this is a hard task is how differently the theories
approach time and causality. For instance, causal structure in relativity is
determined by the distribution of mass in spacetime while, in the quantum
formalism, it is supposed to be fixed and given in advance. In this master's
thesis, we discuss the notion of indefinite order, which first appears in an
abstract generalization of Quantum Theory [...] where the demand for global
causal structure is removed, in principle allowing cases for which the order of
operations in protocols is not necessarily well defined. One epitomical example
of indefinite order is the quantum switch process, which realizes a quantum
superposition of orders of two operations on a target system. The quantum
switch probabilities have been reproduced in experimental optical setups that
are fully described in principle by quantum mechanics. Since these experiments
are compatible with spacetime causal structure, this generated uncertainty
about the conclusions that can be drawn from obtaining these results depending
on the context. Here, we return to the initial motivations and also present how
scenarios involving gravity in low energies could lead to indefinite order.
This includes the formulation of a quantum switch in a quantum gravity scenario
and of a quantum switch in a classical Schwarzschild metric. The switch then
provides a common ground to discuss different kinds of setups. The latter
proposal of a quantum switch in a classical metric is an original work that,
aside from being an example of indefinite order, proposes the realization of
the protocol in Earth's gravity as a test of quantum mechanics on curved
spacetimes, a regime which has not yet been explored experimentally.
- Abstract（参考訳）: 研究者は長い間、量子理論と一般相対性理論の特徴がインターフェイスの仕組みをどう組み合わせるかを理解しようとしてきた。
これが難しい仕事である理由の一つは、理論がいかに時間と因果性に近づくかである。
例えば、相対性理論における因果構造は時空における質量の分布によって決定されるが、量子形式論では固定され、事前に与えられる。
このマスターの論文では、まず量子論の抽象的な一般化に現れる不定順序の概念について議論し、大域因果構造に対する需要を排除し、原則として、プロトコルにおける操作の順序が必ずしも適切に定義されていないケースを許容する。
不定順序の1つのエピトーム的な例は量子スイッチプロセスであり、ターゲットシステム上で2つの演算の順序の量子重ね合わせを実現する。
量子スイッチの確率は、量子力学によって原理的に記述された実験的な光学的セットアップで再現されている。
これらの実験は時空因果構造と相容れないため、文脈によってこれらの結果を得ることから得られる結論に関する不確実性を生み出した。
ここでは、最初の動機に戻り、低エネルギーでの重力によるシナリオが無期限秩序につながる可能性を示す。
これには量子重力シナリオにおける量子スイッチの定式化や、古典的なシュワルツシルト計量における量子スイッチの定式化が含まれる。
スイッチは、異なる種類の設定を議論するための共通基盤を提供する。
古典的計量における量子スイッチの後者の提案は、不定順序の例とは別に、まだ実験的に研究されていない曲線時空上の量子力学のテストとして、地球の重力におけるプロトコルの実現を提唱するオリジナルの研究である。
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