論文の概要: Fundamental constraints on quantum fluctuations: Conservation laws, reality, and no-signaling
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2502.12905v1
- Date: Tue, 18 Feb 2025 14:48:21 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2025-02-19 14:06:38.468981
- Title: Fundamental constraints on quantum fluctuations: Conservation laws, reality, and no-signaling
- Title（参考訳）: 量子ゆらぎの基本的制約:保存法則、現実、符号なし
- Authors: Thales Augusto Barbosa Pinto Silva, David Gelbwaser-Klimovsky,
- Abstract要約: 量子揺らぎは計算、センシング、暗号、熱力学に影響を及ぼす。
量子力学は、単一点における観測可能量の計測に正確な規則を提供するが、時間とともに変動の変動を特徴づける標準的な枠組みは存在しない。
我々は,これらの変動を一貫した測定を行うには,保存法則,符号なし原理,物理的リアリズムに対する期待の制約を満たさなければならない,という4つの基本的基準を提案する。
この結果により、絡み合い、ステアリング、ベルの不等式といった重要な量子情報の概念を、瞬時観測可能ではなくプロセスに拡張することができる。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
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- Abstract: Quantum fluctuations and noise are fundamental in quantum technologies, affecting computing, sensing, cryptography, and thermodynamics. These include fluctuations in the variation of energy, charge, and other observables driven by interactions with lasers, amplifiers, and baths. Despite the precise rules quantum mechanics provides for measuring observables at single points in time, no standard framework exists for characterizing the fluctuations of their variations over time. This gap not only makes physical conclusions dependent on the chosen measurement protocol but also leads to inconsistencies in fluctuation predictions, impacting quantum technologies. We propose four basic criteria that any consistent measurement of these variations must satisfy, grounded in conservation laws, the no-signaling principle, and expected constraints on physical realism. We demonstrate that only one protocol fulfills all these criteria: the two-times quantum observables. This result enables the extension of key quantum information concepts, such as entanglement, steering, and Bell's inequalities, to processes rather than instantaneous observables. Beyond resolving ambiguities in quantum fluctuation measurements, our framework offers a foundation for improved fluctuation control in quantum devices, with potential applications in quantum computing, metrology, and thermodynamics.
- Abstract（参考訳）: 量子ゆらぎとノイズは量子技術の基本であり、計算、センシング、暗号、熱力学に影響を及ぼす。
これには、レーザー、増幅器、浴槽との相互作用によって駆動されるエネルギー、電荷、その他の観測可能な物質の変動が含まれる。
量子力学は、単一点における観測可能量の計測に正確な規則を提供するが、時間とともに変動の変動を特徴づける標準的な枠組みは存在しない。
このギャップは、選択された測定プロトコルに依存する物理的結論を与えるだけでなく、変動予測の不整合を招き、量子技術に影響を与える。
我々は,これらの変動を一貫した測定を行うには,保存法則,符号なし原理,物理的リアリズムに対する期待の制約を満たさなければならない,という4つの基本的基準を提案する。
これらの基準を満たすのは1つのプロトコルのみであることを示す。
この結果により、絡み合い、ステアリング、ベルの不等式といった重要な量子情報の概念を、瞬時観測可能ではなくプロセスに拡張することができる。
量子ゆらぎ測定におけるあいまいさの解消以外にも、我々のフレームワークは量子デバイスにおけるゆらぎ制御の改善の基礎を提供し、量子コンピューティング、気象学、熱力学に応用できる可能性がある。
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