論文の概要: Conditions for Quantum Violation of Macrorealism in Large-spin Limit

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2505.13162v1
• Date: Mon, 19 May 2025 14:22:28 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-05-20 14:57:11.649548
• Title: Conditions for Quantum Violation of Macrorealism in Large-spin Limit
• Title（参考訳）: 大スピン限界におけるマクロリアリズムの量子振動条件
• Authors: Qi-Hong Cai, Xue-Hao Yu, Ma-Cheng Yang, Ao-Xiang Liu, Cong-Feng Qiao,
• Abstract要約: 本研究では,反直観的特性を持つ量子基盤から,マクロ的な古典的挙動がどのように出現するかを考察する。 最大混合状態の場合、量子違反はシステムのエントロピーと対数的に増加するのではなく、マクロ的極限の定数に収束する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: This study investigates how macroscopic classical behavior emerges from a quantum underpinning with counterintuitive characteristics. The deviation from classical standpoint of a quantum system's temporal correlations is measured via the entropic Leggett-Garg inequality. We introduce a geometric framework to derive entropic Leggett-Garg inequalities involving higher-order correlations, and analyze their asymptotic behavior in large-spin systems by employing the WKB approximation. Results show that, for maximally mixed states, quantum violations converge to a constant in the macroscopic limit, rather than growing logarithmically with the system's entropy, indicating that macroscopic realism increasingly dominates as the number of energy levels expands. However, exceptions arise with certain parameter settings, where the semiclassical approximation breaks down entirely, enabling inequalities to exhibit maximal quantum violation, thus revealing that quantum and classical descriptions remain incompatible even on a macroscopic scale. It is noteworthy this violation originates exclusively from the temporal correlations of a single system, distinguishing it from macroscopic quantum phenomena observed in many-body systems such as superconductivity.
• Abstract（参考訳）: 本研究は,反直観的特性を持つ量子基盤から,マクロ的な古典的挙動がどのように出現するかを考察する。 量子系の時間的相関の古典的観点からの偏差は、エントロピックなレゲット・ガルグの不等式によって測定される。 エントロピー的レゲット-ガーグ不等式を高次相関関係で導出する幾何学的枠組みを導入し、WKB近似を用いて大スピン系の漸近挙動を解析する。 その結果、最大混合状態の場合、量子違反はシステムのエントロピーと対数的に増加するのではなく、マクロ的極限の定数に収束し、エネルギー準位が大きくなるにつれて、マクロ的リアリズムがますます支配的になることが示されている。 しかし、例外は、半古典的近似が完全に崩壊し、不等式が最大量子違反を示すことができるようなパラメータ設定によって生じるため、量子的記述と古典的記述はマクロスケールでも相容れない。 この違反は、超伝導のような多体系で観測される巨視的な量子現象と区別して、単一の系の時間的相関からのみ生じる。

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