論文の概要: Fundamental limits for realising quantum processes in spacetime

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2408.13387v2
• Date: Mon, 7 Oct 2024 12:12:05 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2024-11-08 05:26:28.448171
• Title: Fundamental limits for realising quantum processes in spacetime
• Title（参考訳）: 時空における量子過程の実現の基本的限界
• Authors: V. Vilasini, Renato Renner,
• Abstract要約: 古典的背景時空で実現可能な量子実験のノーゴー定理を導出する。 我々の最初の定理は、相対論的因果性に反しないICOプロセスの実現は、時空におけるシステムの非局在化を伴わなければならないことを示唆している。 第二の定理は、ICO過程のそのような実現には、定性的かつ非巡回因果順序過程の観点でよりきめ細かな記述が存在することを示している。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 1.7802147489386633
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: Understanding the interface between quantum and relativistic theories is crucial for fundamental and practical advances, especially given that key physical concepts such as causality take different forms in these theories. Bell's no-go theorem reveals limits on classical processes, arising from relativistic causality principles. Considering whether similar fundamental limits exist on quantum processes, we derive no-go theorems for quantum experiments realisable in classical background spacetimes. We account for general processes allowed by quantum theory, including those with indefinite causal order (ICO), which have also been the subject of recent experiments. Our first theorem implies that realisations of ICO processes that do not violate relativistic causality must involve the non-localization of systems in spacetime. The second theorem shows that for any such realisation of an ICO process, there exists a more fine-grained description in terms of a definite and acyclic causal order process. This enables a general reconciliation of quantum and relativistic notions of causality and, in particular, applies to experimental realisations of the quantum switch, a prominent ICO process. By showing what is impossible to achieve in classical spacetimes, these no-go results also offer insights into how causality and information processing may differ in future quantum experiments in relativistic regimes beyond classical spacetimes.
• Abstract（参考訳）: 量子論的理論と相対論的理論の間の界面を理解することは、特に因果関係のような重要な物理的概念がこれらの理論において異なる形式を取ることを考えると、基礎的かつ実践的な進歩に不可欠である。 ベルのノーゴー定理は、相対論的因果原理から生じる古典的過程の限界を明らかにする。 量子過程に類似した基本極限が存在するかどうかを考えると、古典的背景時空で実現可能な量子実験のノーゴー定理を導出する。 量子論で許容される一般的なプロセスは、不定因数順序(ICO)を含むが、これも最近の実験の対象となっている。 我々の最初の定理は、相対論的因果性に反しないICOプロセスの実現は、時空におけるシステムの非局在化を伴わなければならないことを示唆している。 第二の定理は、ICO過程のそのような実現には、定性的かつ非巡回因果順序過程の観点でよりきめ細かな記述が存在することを示している。 これにより、因果関係の量子的相対論的概念を一般化し、特に顕著なICOプロセスである量子スイッチの実験的実現に適用することができる。 古典時空で何が達成できないかを示すことによって、これらの非ゴーの結果は、古典時空を超えた相対論的体制における将来の量子実験において因果性と情報処理がどのように異なるかについての洞察を与える。

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