論文の概要: Simulating Noncausality with Quantum Control of Causal Orders
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2502.15579v2
- Date: Wed, 16 Apr 2025 14:39:33 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2025-04-17 20:12:20.965085
- Title: Simulating Noncausality with Quantum Control of Causal Orders
- Title（参考訳）: 因果次数の量子制御による非因果性シミュレーション
- Authors: Anna Steffinlongo, Hippolyte Dourdent,
- Abstract要約: 古典通信の量子スイッチを用いて ShiFT 測定を行うことができることを示す。
このことは、ルガノ過程の構造が量子スイッチによってシミュレートできることを示し、ShiFTの識別に成功したことは、非因果性よりも因果非分離性を証明していることを示している。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: Logical consistency with free local operations is compatible with non-trivial classical communications, where all parties can be both in each other's past and future - a phenomenon known as noncausality. Noncausal processes, such as the ''Lugano (AF/BW) process'', violate causal inequalities, yet their physical realizability remains an open question. In contrast, the quantum switch - a physically realizable process with indefinite causal order - can only generate causal correlations. Building on a recently established equivalence [Kunjwal and Baumeler, PRL 131, 120201 (2023)] between the SHIFT measurement, which exhibits nonlocality without entanglement, and the Lugano process, we demonstrate that the SHIFT measurement can be implemented using a quantum switch of classical communications in a scenario with quantum inputs. This shows that the structure of the Lugano process can be simulated by a quantum switch and that successful SHIFT discrimination witnesses causal nonseparability rather than noncausality, refuting prior claims. Finally, we identify a broad class of ''superposition of classical communications'' derived from classical processes without global past capable of realizing similar causally indefinite measurements. We examine these results in relation to the ongoing debate on implementations of indefinite causal orders.
- Abstract（参考訳）: 自由なローカルオペレーションとの論理的一貫性は、非自明な古典的コミュニケーションと互換性があり、すべてのパーティが互いに過去と未来の両方に存在し得る。
ルガノ(AF/BW)過程」のような非因果過程は因果不等式に反するが、それらの物理的実現性は未解決の問題である。
対照的に、量子スイッチ(不確定因果順序を持つ物理的に実現可能なプロセス)は因果相関しか生成できない。
最近確立された同値性 (Kunjwal and Baumeler, PRL 131, 120201 (2023)) に基づいて, 絡み目のない非局所性を示す ShiFT 測定と Lugano 法を用いて, 量子入力を伴うシナリオにおいて, 古典的通信の量子スイッチを用いてShiFT 測定を実装できることを実証した。
このことは、ルガノ過程の構造が量子スイッチによってシミュレートできることを示し、ShiFTの識別に成功したことは、非因果性よりも因果非分離性を証明し、事前の主張に反することを示している。
最後に,グローバルな過去を持たない古典的プロセスから派生した,類似の因果的不確定な測定を実現できる「古典的コミュニケーションの代用」の幅広いクラスを同定する。
これらの結果は、不確定因果順序の実装に関する議論が続いていることに関連して検討する。
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