論文の概要: Reassessing the boundary between classical and nonclassicalfor individual quantum processes

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2503.05884v1
• Date: Fri, 07 Mar 2025 19:09:45 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-03-11 15:47:29.033429
• Title: Reassessing the boundary between classical and nonclassicalfor individual quantum processes
• Title（参考訳）: 古典的および非古典的な個々の量子過程の境界の再評価
• Authors: Yujie Zhang, David Schmid, Yìlè Yīng, Robert W. Spekkens,
• Abstract要約: この概念は、任意の型の個々の量子過程に対する古典的非古典的分割を定義するために利用できることを示す。 我々は、この提案に基づいて古典的・非古典的な分割がどこにあるかを特定するタスクを開始する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 9.7383000873479
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• Abstract: There is a received wisdom about where to draw the boundary between classical and nonclassical for various types of quantum processes. For instance, for multipartite states, it is the divide between separable and entangled, for channels, the divide between entanglement-breaking and not, for sets of measurements, the divide between compatible and incompatible, and for assemblages, the divide between steerable and unsteerable. However, no unified justification of these placements of the classical-nonclassical divide has been proposed. That is, although each might be motivated by some notion of what it means to be classically explainable, it is not the same notion for all of them. One well-motivated notion of classical explainability is the one based on generalized noncontextuality: a set of circuits is classically explainable if the statistics they generate can be realized by a generalized-noncontextual ontological model. In this work, we show that this notion can be leveraged to define a classical-nonclassical divide for individual quantum processes of arbitrary type. A set of measurements is judged to be classical if and only if a particular set of circuits -- the one obtained by contracting these measurements with every possible quantum state -- is classically explainable in the sense just articulated. We begin the task of characterizing where the classical-nonclassical divide lies according to this proposal for a variety of different types of processes. In particular, we show that all of the following are judged to be nonclassical: every entangled state, every set of incompatible measurements, every non-entanglement-breaking channel, every steerable assemblage. However, it also judges certain subsets of the complementary classes to be nonclassical, i.e., certain separable states, compatible sets of measurements, entanglement-breaking channels, and unsteerable assemblages.
• Abstract（参考訳）: 様々な種類の量子プロセスにおいて、古典的および非古典的の境界をどこに引けばよいのかという知恵が受け入れられている。 例えば、マルチパーティイト状態の場合、チャンネルでは分離可能と絡み合いの分割であり、チャンネルでは絡み合いの分裂であり、測定の集合では互換と非互換の分割であり、アセンブリではステアリングと非ステアリングの分割である。 しかし、古典的非古典的分割のこれらの配置の統一的な正当化は提案されていない。 つまり、それぞれが古典的に説明可能な意味の何らかの概念によって動機づけられるかもしれないが、それらすべてに同じ概念ではない。 古典的説明可能性というよく動機付けられた概念は、一般化された非コンテキスト性に基づくものである: 回路の集合が古典的に説明可能であるのは、それらが生成する統計が一般化された非コンテキストオントロジーモデルによって実現可能である場合である。 本研究では、この概念を任意の型の個々の量子過程に対する古典的非古典的分割を定義するために利用することができることを示す。 測定の集合が古典的であると判断されるのは、ある特定の回路の集合、つまりこれらの測定をあらゆる可能な量子状態と収縮させることによって得られるもの)が、その意味において古典的に説明可能である場合に限られる。 我々は、この提案に基づいて古典的・非古典的な分割がどこにあるかを特定するタスクを開始する。 すべての絡み合った状態、あらゆる不整合の測定セット、すべての非絡み合うチャネル、全てのステアブルアセンブラ。 しかし、補クラスの一部の部分集合は非古典的、すなわち、ある分離可能な状態、互換性のある測定の集合、絡み合うチャネル、不安定な集合を判断する。

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