論文の概要: Indefinite causal order in boxworld theories
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2411.00951v1
- Date: Fri, 01 Nov 2024 18:04:53 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2024-11-05 14:38:39.210767
- Title: Indefinite causal order in boxworld theories
- Title（参考訳）: ボックスワールド理論における不定因数順序
- Authors: Jessica Bavaresco, Ämin Baumeler, Yelena Guryanova, Costantino Budroni,
- Abstract要約: ボックスワールド理論における不確定因果順序について検討する。
両方向の信号相関の完全集合を自明に復元できることが判明した。
我々は、我々の高階のボックスワールド理論の相関の集合は、高階の量子論によって生成される相関の集合の外部近似であると推測する。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
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- Abstract: An astonishing feature of higher-order quantum theory is that it can accommodate indefinite causal order. In the simplest bipartite setting, there exist signaling correlations for which it is fundamentally impossible to ascribe a definite causal order for the parties' actions. Moreover, the assumptions required to arrive at such a statement (local quantum transformations and well-behaved probabilities) result in a nontrivial set of correlations, whose boundary is, to date, uncharacterized. In this work, we investigate indefinite causal order in boxworld theories. We construct a higher-order theory whose descriptor is the generalized bit (gbit) - the natural successor of the classical bit and quantum qubit. By fixing the local transformations in boxworld and asking about the global causal structure, we find that we trivially recover the full set of two-way signaling correlations. In light of this, we motivate and propose two physical principles in order to limit the set of achievable correlations: nonsignaling preservation and no signaling without system exchange. We find that a higher-order boxworld theory that respects these physical principles leads to (i) a nontrivial set of achievable correlations and (ii) a violation of some causal inequalities that is higher than what can be achieved in higher-order quantum theory. These results lead us to conjecture that the set of correlations of our higher-order boxworld theory is an outer approximation to the set of correlations produced by higher-order quantum theory.
- Abstract（参考訳）: 高次量子論の驚くべき特徴は、不定因数順序を許容できることである。
最も単純な二部構成では、当事者の行動に対して明確な因果順序を割り当てることが根本的に不可能な信号相関が存在する。
さらに、そのようなステートメントに到達するために必要な仮定(局所的な量子変換とよく渡される確率)は、境界が今までにないような非自明な相関関係をもたらす。
本研究では,ボックスワールド理論における不確定因果順序について検討する。
古典ビットと量子量子ビットの自然な後継である一般化ビット(gbit)を記述子とする高階理論を構築する。
ボックスワールドにおける局所変換を固定し、大域因果構造を問うことで、我々は自明に双方向信号相関の完全な集合を復元する。
これを踏まえて、我々は、達成可能な相関の集合を制限するために、2つの物理原理を動機付け、提案する。
これらの物理原理を尊重する高階のボックスワールド理論が導かれることがわかった。
(i)達成可能な相関関係の非自明な集合
(ii)高次量子論において達成できるものよりも高い因果不等式に違反すること。
これらの結果は、我々の高階のボックスワールド理論の相関の集合は、高階の量子論によって生成される相関の集合の外部近似である、という予想を導いた。
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