論文の概要: A Superselection Rule for Quantum Causality

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2508.17075v3
• Date: Mon, 15 Sep 2025 15:12:50 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-09-16 15:23:16.359029
• Title: A Superselection Rule for Quantum Causality
• Title（参考訳）: 量子因果選択規則
• Authors: Issam Ibnouhsein,
• Abstract要約: ローカル研究所は独立したシステムとしてモデル化されており、それぞれが任意の機器を実装し、独自の参照フレームを選択することができる。 この対称性を、量子過程の資源理論的な分類の基本原理に高め、バイパートイトの場合、すべての共変過程が因果的に分離可能であることを示す。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: Within the process-matrix framework for quantum causality, local laboratories are modeled as independent systems, each capable of implementing arbitrary instruments and selecting its own reference frames. This operational freedom naturally induces a gauge symmetry in the connections between laboratories. We elevate this symmetry to a fundamental principle for the resource-theoretic classification of quantum processes and demonstrate that, in the bipartite case, every covariant process is causally separable. This theorem holds in arbitrary dimensions and applies both to marginals of multipartite quantum circuits and to general reductions across cuts. Since such covariance enforces a strict superselection rule, it provides a structural explanation for why all processes realizable within standard circuit frameworks-including the quantum switch-cannot violate bipartite causal inequalities, even in the asymptotic limit. Our analysis therefore establishes that generating nonclassical causal correlations requires physical resources that fundamentally break the operational independence of laboratories.
• Abstract（参考訳）: 量子因果関係のプロセス行列フレームワーク内では、局所的な研究所は独立したシステムとしてモデル化され、それぞれが任意の機器を実装し、独自の参照フレームを選択することができる。 この操作自由度は自然に実験室間の接続においてゲージ対称性を誘導する。 この対称性を、量子過程の資源理論的な分類の基本原理に高め、バイパートイトの場合、すべての共変過程が因果的に分離可能であることを示す。 この定理は任意の次元を持ち、多部量子回路の辺りとカットの一般還元の両方に適用される。 このような共分散は厳密な超選択規則を強制するので、量子スイッチを含む標準回路フレームワーク内で実現可能な全てのプロセスが、漸近的極限においても双分極因果不等式に違反しない理由を構造的な説明を提供する。 そこで本研究では,非古典的因果関係の生成には,実験室の運用的独立性を根本的に損なう物理的資源が必要であることを確認した。

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