論文の概要: The composition rule for quantum systems is not the only possible one
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2411.15964v1
- Date: Sun, 24 Nov 2024 19:31:13 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2024-11-26 14:20:00.008707
- Title: The composition rule for quantum systems is not the only possible one
- Title（参考訳）: 量子系の構成規則は唯一可能なものではない
- Authors: Marco Erba, Paolo Perinotti,
- Abstract要約: 我々は、組成の仮定は、量子論の他の特徴とは独立して実験的に精査されるべきであると主張する。
我々は、そのシステム構成則によって量子理論とのみ区別される操作理論の族を定式化する。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
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- Abstract: Quantum theory provides a significant example of two intermingling hallmarks of science: the ability to consistently combine physical systems and study them compositely; and the power to extract predictions in the form of correlations. A striking consequence of this facet is the violation of $\textit{local realism}$, which has been experimentally demonstrated via so-called $\textit{Bell tests}$. The prediction of this phenomenon originates as quantum systems are prescribed to combine according to the $\textit{composition postulate}$, i.e. the tensor-product rule. This rule has also an operationally sound formulation -- rather than just a purely mathematical one -- given in terms of discriminability of states via local measurements. Yet, both the theoretical and the empirical status of such postulate has been constantly challenged over the decades: is it possible to deduce it from the remaining postulates? Here, we solve this long-standing problem by answering in the negative. We formulate a family of operational theories that are solely distinguished from quantum theory by their system-composition rule, while, at the same time, they cannot be told apart by Bell-like experiments. Quantum theory is thus established to genuinely embody more content than quantum correlations. As a result, foundational programs only based on single-system principles, or on bare correlations, are operationally incomplete. On the experimental side, ascertaining the independence of postulates is a fundamental step to adjudicate between quantum theory and alternative physical theories: hence, the composition postulate deserves to be experimentally scrutinised independently of the other features of quantum theory.
- Abstract（参考訳）: 量子理論は、物理系を一貫して結合し、それらを合成的に研究する能力と、相関の形で予測を抽出する能力という、2つの科学の相互作用の目印の顕著な例を提供する。
このファセットの顕著な結果は、$\textit{local realism}$の違反であり、これはいわゆる$\textit{Bell test}$で実験的に実証されている。
この現象の予測は、量子系が$\textit{composition postulate}$、すなわちテンソル積の規則に従って合成されることから生じる。
この規則はまた、純粋に数学的ではなく、操作的に健全な定式化を持ち、局所的な測定による状態の識別性の観点から与えられる。
しかし、そのような仮定の理論的および経験的地位は、何十年にもわたって常に問題視されてきた。
ここでは、この長年の問題を負に答えて解決する。
我々は、系の構成則によって量子理論とのみ区別される操作理論の族を定式化し、同時にベルのような実験では区別できない。
したがって、量子論は、量子相関よりも多くの内容を真に具現化するために確立される。
結果として、単一システム原理に基づく基礎的なプログラム、あるいは素の相関に基づくプログラムは、運用上不完全である。
実験的な面では、仮定の独立性を確認することは、量子論と代替物理理論の仲裁を行うための基本的なステップであり、従って、仮定は量子理論の他の特徴とは独立して実験的に精査されるべきである。
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