論文の概要: Conditional mutual information: A generalization of causal inference in quantum systems

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2508.12160v1
• Date: Sat, 16 Aug 2025 20:50:53 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-08-19 14:49:10.592755
• Title: Conditional mutual information: A generalization of causal inference in quantum systems
• Title（参考訳）: 条件付き相互情報:量子系における因果推論の一般化
• Authors: Anupam Ghosh,
• Abstract要約: 我々は、量子システムに固有の因果関係を把握するのに適した量子因果索引を開発する。 我々は、フォン・ノイマンエントロピーを取り入れた非対称量子条件相互情報(QCMI)に焦点を当てた。 遠隔地においてQCMIが重要となる速度である効果的な因果伝播速度について検討した。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 2.2118683064997273
• License: http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/
• Abstract: The concept of causality is fundamental to numerous scientific explanations; nonetheless, its extension to the quantum regime has yet to be explored rigorously. This paper introduces the development of a quantum causal index, a novel extension of the classical causal inference framework, tailored to grasp the causal relationships inherent in quantum systems. Our study focuses on the asymmetric quantum conditional mutual information (QCMI), incorporating the von Neumann entropy, as a directional metric of causal influence in quantum many-body systems. We analyze spin chains using the QCMI, implementing a projective measurement on one site as the intervention and monitoring its effect on a distant site conditioned on intermediate spins. Additionally, we study the effective causal propagation velocity, which is the speed at which QCMI becomes significant at distant sites. These findings indicate the presence of finite-speed propagation of causal influence, along with the emergence of coherent oscillations.
• Abstract（参考訳）: 因果性の概念は多くの科学的説明に基礎があるが、それでもその量子状態への拡張は厳密に研究されていない。 本稿では、量子システムに固有の因果関係を把握するために、古典的因果推論フレームワークの新たな拡張である量子因果索引(quantum causal index)の開発を紹介する。 本研究は、量子多体系における因果影響の方向性指標として、フォン・ノイマンエントロピーを取り入れた非対称量子条件相互情報(QCMI)に焦点を当てる。 我々は、QCMIを用いてスピン鎖を解析し、ある部位の射影測定を介入として実施し、中間スピンを条件とした遠隔地への影響をモニタリングする。 さらに, 遠隔地においてQCMIが重要となる速度である効果的な因果伝播速度について検討した。 これらの結果から,コヒーレント振動の出現とともに,因果影響の有限速伝播の存在が示唆された。

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