論文の概要: Thermodynamic Constraints on the Emergence of Intersubjectivity in Quantum Systems

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2507.20736v1
• Date: Mon, 28 Jul 2025 11:39:10 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-07-29 16:23:58.095023
• Title: Thermodynamic Constraints on the Emergence of Intersubjectivity in Quantum Systems
• Title（参考訳）: 量子系における物体間相互作用の創発に関する熱力学的制約
• Authors: Alessandro Candeloro, Tiago Debarba, Felix C. Binder,
• Abstract要約: 理想的な量子測定には、異なる熱力学資源が必要である。 この研究は、量子熱力学と古典性の出現を物体間相互作用の形で橋渡しする。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 41.94295877935867
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: Ideal quantum measurement requires divergent thermodynamic resources. This is a consequence of the third law of thermodynamics, which prohibits the preparation of the measurement pointer in a fully erased, pure state required for the acquisition of perfect, noiseless measurement information. In this work, we investigate the consequences of finite resources in the emergence of intersubjectivity as a model for measurement processes with multiple observers. Here, intersubjectivity refers to a condition in which observers agree on the observed outcome (agreement), and their local random variables exactly reproduce the original random variable for the system observable (probability reproducibility). While agreement and reproducibility are mutually implied in the case of ideal measurement, finite thermodynamic resources constrain each of them. Starting from the third law of thermodynamics, we derive how the achievability of ideal intersubjectivity is affected by restricted thermodynamic resources. Specifically, we establish a no-go theorem concerning perfect intersubjectivity and present a deviation metric to account for the influence of limited resources. We further present attainable bounds for the agreement and bias that are exclusively dependent on the initial state of the environment. In addition, we show that either by cooling or coarse-graining, we can approximate ideal intersubjectivity even with finite resources. This work bridges quantum thermodynamics and the emergence of classicality in the form of intersubjectivity.
• Abstract（参考訳）: 理想的な量子測定には、異なる熱力学資源が必要である。 これは、完全でノイズのない測定情報の取得に必要な完全消去された純粋な状態における測定ポインターの調製を禁止している熱力学の第3法則の結果である。 本研究では,複数の観測者による観測プロセスのモデルとして,物体間相互作用の出現における有限資源の影響について検討する。 ここで、intersubjectivity(英語版)とは、観測者が観測結果(アグリメント)に同意する条件を指し、それらの局所確率変数は、観測可能なシステムの元の確率変数を正確に再現する(確率再現性)。 理想的な測定の場合、合意と再現性は相互に示唆されるが、有限熱力学資源はそれらそれぞれに制約を与える。 熱力学の第3法則から、理想的射影率の達成性が制限された熱力学資源によってどのように影響を受けるかが導かれる。 具体的には、完全単射性に関するノーゴー定理を確立し、限られた資源の影響を考慮に入れた偏差距離を示す。 さらに、環境の初期状態にのみ依存する合意とバイアスの達成可能な境界を提示する。 さらに, 冷却法や粗粒化法により, 有限資源でも理想的主射率を近似できることを示した。 この研究は、量子熱力学と古典性の出現を物体間相互作用の形で橋渡しする。

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