論文の概要: Separation of measurement uncertainty into quantum and classical parts based on Kirkwood-Dirac quasiprobability and generalized entropy

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2412.10619v1
• Date: Fri, 13 Dec 2024 23:58:37 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2024-12-17 13:56:26.256226
• Title: Separation of measurement uncertainty into quantum and classical parts based on Kirkwood-Dirac quasiprobability and generalized entropy
• Title（参考訳）: Kirkwood-Dirac 準確率と一般化エントロピーに基づく測定の不確かさの量子的および古典的部分への分離
• Authors: Agung Budiyono,
• Abstract要約: 本稿では,全測定の不確かさを量子部品と古典部品に加法的に分解する2つの方法を提案する。 2つの分解における真正の量子不確実性は、量子的文脈性を証明するのに十分であり、必要であると主張する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
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• Abstract: Measurement in quantum mechanics is notoriously unpredictable. The uncertainty in quantum measurement can arise from the noncommutativity between the state and the measurement basis which is intrinsically quantum, but it may also be of classical origin due to the agent's ignorance. It is of fundamental as well as practical importance to cleanly separate the two contributions which can be directly accessed using laboratory operations. Here, we propose two ways of decomposition of the total measurement uncertainty additively into quantum and classical parts. In the two decompositions, the total uncertainty of a measurement described by a POVM (positive-operator-valued measure) over a quantum state is quantified respectively by two generalized nonadditive entropies of the measurement outcomes; the quantum parts are identified, respectively, by the nonreality and the nonclassicality | which captures simultaneously both the nonreality and negativity | of the associated generalized Kirkwood-Dirac quasiprobability relative to the POVM of interest and a PVM (projection-valued measure) and maximized over all possible choices of the latter; and, the remaining uncertainties are identified as the classical parts. Both decompositions are shown to satisfy a few plausible requirements. The minimum of the total measurement uncertainties in the two decompositions over all POVM measurements are given by the impurity of the quantum state quantified by certain generalized quantum entropies, and are entirely classical. We argue that nonvanishing genuine quantum uncertainty in the two decompositions are sufficient and necessary to prove quantum contextuality via weak measurement with postselection. Finally, we suggest that the genuine quantum uncertainty is a manifestation of a specific measurement disturbance.
• Abstract（参考訳）: 量子力学における測定は予測不可能である。 量子測定の不確実性は、状態と本質的に量子的な測定基底の間の非可換性から生じることがあるが、エージェントの無知のため古典的な起源でもある。 実験室で直接アクセス可能な2つのコントリビューションをきれいに分離することは、基本的なだけでなく、実践的にも重要である。 本稿では、全測定の不確かさを量子部品と古典部品に加法的に分解する2つの方法を提案する。 この2つの分解では、量子状態上のPOVM(正の演算値測度)で表される測定の総不確かさは、測定結果の2つの一般化された非付加エントロピーによってそれぞれ定量化され、量子部品は、それぞれ、関心のPOVMとPVM(射影値測度)に対する関連一般化されたKirkwood-Dirac準確率 |の非現実性と負性の両方を同時に捉える非古典性 | によって識別され、残りの不確実性は、古典的な部分として識別される。 どちらの分解もいくつかの妥当な要求を満たすことが示されている。 すべてのPOVM測定に対する2つの分解における総測度の不確かさの最小値は、ある一般化量子エントロピーによって量子化された量子状態の不純物によって与えられ、完全に古典的である。 2つの分解における真正の量子不確実性は、ポストセレクションによる弱い測定によって量子テクスチュアリティを証明するのに十分であり、必要である。 最後に、真の量子不確実性は、特定の測定障害の顕在化であることを示す。

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