論文の概要: Equilibration of objective observables in a dynamical model of quantum measurements
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2403.18016v1
- Date: Tue, 26 Mar 2024 18:04:17 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2024-03-28 21:24:43.320178
- Title: Equilibration of objective observables in a dynamical model of quantum measurements
- Title（参考訳）: 量子計測の力学モデルにおける客観的観測値の平衡
- Authors: Sophie Engineer, Tom Rivlin, Sabine Wollmann, Mehul Malik, Maximilian P. E. Lock,
- Abstract要約: 本稿では、古典世界の出現を説明するために導かれた量子ダーウィン主義の枠組みに基づく。
観測者が間違った測定結果を得る確率を定量化するために、測定誤差を確立する。
この誤差境界を用いて、オブザーバブルのオブザーバブルはハミルトニアンの集合の下で平均的に容易に平衡することを示す。
- 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: The challenge of understanding quantum measurement persists as a fundamental issue in modern physics. Particularly, the abrupt and energy-non-conserving collapse of the wave function appears to contradict classical thermodynamic laws. The contradiction can be resolved by considering measurement itself to be an entropy-increasing process, driven by the second law of thermodynamics. This proposal, dubbed the Measurement-Equilibration Hypothesis, builds on the Quantum Darwinism framework derived to explain the emergence of the classical world. Measurement outcomes thus emerge objectively from unitary dynamics via closed-system equilibration. Working within this framework, we construct the set of \textit{`objectifying observables'} that best encode the measurement statistics of a system in an objective manner, and establish a measurement error bound to quantify the probability an observer will obtain an incorrect measurement outcome. Using this error bound, we show that the objectifying observables readily equilibrate on average under the set of Hamiltonians which preserve the outcome statistics on the measured system. Using a random matrix model for this set, we numerically determine the measurement error bound, finding that the error only approaches zero with increasing environment size when the environment is coarse-grained into so-called observer systems. This indicates the necessity of coarse-graining an environment for the emergence of objective measurement outcomes.
- Abstract（参考訳）: 量子測定を理解するという課題は、現代物理学の基本的な問題として残っている。
特に、波動関数の急激でエネルギーを含まない崩壊は、古典的な熱力学の法則と矛盾しているように見える。
この矛盾は、測定自体を熱力学の第2法則によって引き起こされるエントロピーの増加過程と考えることで解決できる。
この提案は「測定-平衡仮説」と呼ばれ、古典世界の出現を説明するために導かれた量子ダーウィン主義の枠組みに基づいている。
したがって、測定結果は閉系平衡によるユニタリ力学から客観的に現れる。
このフレームワーク内での作業は、システムの計測統計を客観的に最もよく符号化する‘textit{`objectifying observables'} の集合を構築し、観測者が誤った測定結果を得る確率を定量化するための測定誤差を確立する。
この誤差境界を用いて、オブザーバブルのオブザーバブルは、測定されたシステムにおける結果統計を保存するハミルトニアンの集合の下で、平均的に容易に平衡することを示す。
この集合に対してランダムな行列モデルを用いて測定誤差境界を数値的に決定し、環境が粗粒化されていわゆるオブザーバシステムとなると、誤差は環境サイズの増加とともにゼロに近づく。
このことは、客観的な測定結果の出現のための環境の粗粒化の必要性を示している。
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