論文の概要: Subsystem decompositions of quantum evolutions and transformations between causal perspectives
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2411.16504v1
- Date: Mon, 25 Nov 2024 15:42:07 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2024-11-26 14:19:54.032487
- Title: Subsystem decompositions of quantum evolutions and transformations between causal perspectives
- Title（参考訳）: 量子進化のサブシステム分解と因果的視点間の変換
- Authors: Julian Wechs, Ognyan Oreshkov,
- Abstract要約: 我々は、量子進化は異なるサブシステム分解に関して表現できるという考えを定式化する。
量子スイッチの異なるパーティに関連付けることができる因果的視点は、サブシステム分解の変化によって関連付けられないことを示す。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
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- Abstract: One can theoretically conceive of processes where the causal order between quantum operations is no longer well-defined. Certain such causally indefinite processes have an operational interpretation in terms of quantum operations on time-delocalised subsystems -- that is, they can take place as part of standard quantum mechanical evolutions on quantum systems that are delocalised in time. In this paper, we formalise the underlying idea that quantum evolutions can be represented with respect to different subsystem decompositions in a general way. We introduce a description of quantum circuits, including cyclic ones, in terms of an operator acting on the global Hilbert space of all systems in the circuit. This allows us to express in a concise form how a given circuit transforms under arbitrary changes of subsystem decompositions. We then explore the link between this framework and the concept of causal perspectives, which has been introduced to describe causally indefinite processes from the point of view of the different parties involved. Surprisingly, we show that the causal perspectives that one can associate to the different parties in the quantum switch, a paradigmatic example of a causally indefinite process, cannot be related by a change of subsystem decomposition, i.e., they cannot be seen as two equivalent descriptions of the same process.
- Abstract（参考訳）: 理論的には、量子演算間の因果順序がもはや十分に定義されていない過程を思いつくことができる。
そのような因果的不確定なプロセスは、時間的に非局在化されたサブシステムにおける量子操作という観点で操作的解釈を持ち、時間的に非局在化された量子システム上での標準的な量子力学的進化の一部として行われる。
本稿では、量子進化が様々なサブシステム分解に対して一般的な方法で表現できるという基礎的な考え方を定式化する。
循環回路を含む量子回路の記述を、回路内の全ての系の大域ヒルベルト空間に作用する演算子の観点から紹介する。
これにより、与えられた回路がサブシステム分解の任意の変化の下で変換されるような簡潔な形式で表現することができる。
次に、このフレームワークと因果的視点の概念との関係について検討する。これは、関係する各当事者の観点から因果的不確定なプロセスを記述するために導入されたものである。
驚くべきことに、因果的不定過程のパラダイム的な例である量子スイッチの異なるパーティに関連付けることができる因果的視点は、サブシステム分解の変化によって関連できない、すなわち、同じプロセスの2つの等価な記述として見ることはできない。
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