論文の概要: Gauge invariance from quantum information principles

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2511.04358v1
• Date: Thu, 06 Nov 2025 13:41:17 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-11-07 20:17:53.435013
• Title: Gauge invariance from quantum information principles
• Title（参考訳）: 量子情報原理からのゲージ不変性
• Authors: Claudia Núñez, Miguel Pardina, Manuel Asorey, José Ignacio Latorre, Alba Cervera-Lierta,
• Abstract要約: 絡み合いと魔法の相互作用が基本的な相互作用の構造を制約するかどうかを考察する。 最大エンタングルメント(MaxEnt)のみを付与することはゲージ不変および微分同相不変相互作用を一意に回収しない。 我々の結果は、自然はMaxEntと低魔法を好むことを示唆している: 制限された非クリフォード性を持つ最大量子相関は、普遍的な量子計算には十分であるが、古典的なシミュラビリティに近い。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: Entanglement is a hallmark of quantum theory, yet it alone does not capture the full extent of quantum complexity: some highly entangled states can still be classically simulated. Non-classical behavior also requires magic, the non-Clifford component that enables universal quantum computation. Here, we investigate whether the interplay between entanglement and magic constrains the structure of fundamental interactions. We study gluon-gluon and graviton-graviton scattering at tree level, explicitly breaking gauge and general covariance by modifying the quartic vertices and analyzing the resulting generation of entanglement and magic. We find that imposing maximal entanglement (MaxEnt) alone does not uniquely recover gauge-invariant and diffeomorphism-invariant interactions, but adding the condition of minimal, but nonzero, magic singles it out. Our results indicate that nature favors MaxEnt and low magic: maximal quantum correlations with limited non-Cliffordness, sufficient for universal quantum computing but close to classical simulability. This dual informational principle may underlie the emergence of gauge invariance in fundamental physics.
• Abstract（参考訳）: 絡み合いは量子理論の目印であるが、量子複雑性の完全な範囲を捉えていない。 非古典的な振る舞いには、普遍的な量子計算を可能にする非クリフォード成分であるマジックも必要である。 ここでは,絡み合いと魔法の相互作用が基本的相互作用の構造を制約するかどうかを検討する。 木レベルでのグルーオングルーオンとグラビトン・グラビトン散乱について検討し, ゲージと一般共分散を明瞭に破り, 擬似頂点を修正し, 絡み合いと魔法の発生を解析した。 最大エンタングルメント(MaxEnt)は、ゲージ不変量や微分同相不変量(diffeomorphism-invariant interaction)を一意に回収するだけでなく、最小でも非ゼロのマジック・シングルの条件を加えることで得られる。 我々の結果は、自然はMaxEntと低魔法を好むことを示唆している: 制限された非クリフォード性を持つ最大量子相関は、普遍的な量子計算には十分であるが、古典的なシミュラビリティに近い。 この双対情報原理は、基礎物理学におけるゲージ不変性の出現を弱める可能性がある。

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