論文の概要: Counterfactuals in Macroscopic Quantum Physics: Irreversibility, Measurement and Locality

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2505.22834v1
• Date: Wed, 28 May 2025 20:14:17 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-05-30 18:14:07.520065
• Title: Counterfactuals in Macroscopic Quantum Physics: Irreversibility, Measurement and Locality
• Title（参考訳）: マクロ量子物理学における反事実--可逆性, 測定, 局所性
• Authors: Maria Violaris,
• Abstract要約: 測度、可逆性、局所性はすべて、量子論の普遍性に挑戦するように見える。 我々は、不可逆性、情報消去、コヒーレンスに関連する量子熱力学の新たな特徴を見出した。 これは、絡み合いと量子分岐構造に格納された量子情報を特徴付ける新しい方法を明らかにする。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: Can quantum theory be applied on all scales? While there are many arguments for the universality of quantum theory, this question remains a subject of debate. It is unknown how far the existence of macroscopic irreversibility can be derived from or reconciled with time-reversal symmetric quantum dynamics. Furthermore, reasoning about quantum measurements can appear to produce surprising and even paradoxical outcomes. The classical outcomes of quantum measurements are in some contexts deemed to violate the fundamental principle of locality, in particular when considering entanglement and Bell non-locality. Therefore measurement, irreversibility and locality can all appear to challenge the universality of quantum theory. In this thesis we approach these problems using counterfactuals -- statements about the possibility and impossibility of transformations. Using the principles of constructor theory and quantum information theory, we find novel features of quantum thermodynamics relating to irreversibility, information erasure and coherence. We also develop tools to quantify the full implications of non-commutativity of quantum operators in settings where quantum theory is applied universally to measurement devices. This reveals new ways of characterising the quantum information stored in entanglement and quantum branching structure. Our results reinforce the ability of universal quantum theory to consistently describe both microscopic and macroscopic observers and thermodynamic systems.
• Abstract（参考訳）: 量子論はあらゆるスケールに適用できるのか? 量子論の普遍性については多くの議論があるが、この問題は依然として議論の対象となっている。 マクロ的不可逆性の存在が、いつまで時間反転対称量子力学から導かれるかは分かっていない。 さらに、量子測定に関する推論は、驚くべき、さらにはパラドックス的な結果をもたらすように見える。 量子測定の古典的な結果は、局所性の基本原理、特に絡み合いやベル非局所性を考えるとき、いくつかの文脈において破られると考えられている。 したがって、測度、可逆性、局所性はすべて量子論の普遍性に挑戦するように見える。 この論文では、これらの問題に反事実を使ってアプローチし、変換の可能性と不可能性について述べる。 コンストラクタ理論と量子情報理論の原理を用いて、不可逆性、情報消去、コヒーレンスに関連する量子熱力学の新たな特徴を見出す。 また、量子論が測定装置に普遍的に適用されるような設定において、量子作用素の非可換性の完全な含意を定量化するツールを開発する。 これは、絡み合いと量子分岐構造に格納された量子情報を特徴付ける新しい方法を明らかにする。 この結果は、顕微鏡およびマクロな観測者および熱力学系の両方を一貫して記述する普遍量子理論の能力を強化した。

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