論文の概要: Quantum Interference Needs Convention: Overlap-Determinability and Unified No-Superposition Principle
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2601.14638v1
- Date: Wed, 21 Jan 2026 04:25:21 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2026-01-22 21:27:50.232737
- Title: Quantum Interference Needs Convention: Overlap-Determinability and Unified No-Superposition Principle
- Title(参考訳): 量子干渉:オーバーラップ決定可能性と統一された非重畳原理
- Authors: Jeongho Bang, Kyoungho Cho, Ki Hyuk Yee,
- Abstract要約: 量子重ね合わせはしばしば状態ベクトルを追加する能力として表現される。
我々は、位相規則と「オーバーラップ決定可能性」と呼ばれる単一の概念を通してこれを定式化する。
このような慣習に固定されたオーバーラップに対する普遍的なアクセスを許すことは、慣れ親しんだ基礎的制約や計算的制約を不安定にすることを示す。
- 参考スコア(独自算出の注目度): 0.0
- License: http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/
- Abstract: Quantum superposition is often phrased as the ability to add state vectors. In practice, however, the physical quantity is a ray (a rank-one projector), so each input specifies only a projector and leaves a gauge freedom in the phases of its vector representatives. This becomes a real operational barrier when one asks for a device that, given two independently prepared unknown pure states, outputs a coherent state proportional to a prescribed linear combination. We identify the missing ingredient as not probabilistic but phase-like. One needs a physical scenario that fixes a single phase convention on the relevant set of rays, so that the overlaps become well defined complex numbers. Thus, we formalize this through phase conventions and a single notion -- dubbed as "overlap-determinability." Our main theorem gives an exact equivalence: A nonzero completely positive trace-nonincreasing map that probabilistically produces superposition on a domain exists if and only if that domain is overlap-determinable. This unifies modern no-superposition results and characterizes the exceptional yes-go protocols, which succeed precisely when side information supplies the required missing resource. We then show that granting universal access to such convention-fixed overlaps destabilizes the familiar foundational and computational constraints. It enables forbidden transformations akin to quantum cloning and yields super-luminal signaling. It would also permit reflections about unknown states, leading to exponentially fast overlap amplification and a collapse of Grover's search lower bound to a logarithmic query complexity.
- Abstract(参考訳): 量子重ね合わせはしばしば状態ベクトルを追加する能力として表現される。
しかし実際には、物理量は線(ランク1のプロジェクター)であり、それぞれの入力はプロジェクターのみを指定し、ベクトル代表の位相にゲージ自由を残す。
これは、独立に準備された2つの未知の純粋な状態が与えられたとき、所定の線形結合に比例したコヒーレントな状態を出力する装置を求めるとき、実際の運用障壁となる。
欠落した成分は確率的ではないが相似である。
重なり合いがよく定義された複素数になるように、関連する光線の集合上の単一の位相規則を修正する物理シナリオが必要である。
したがって、位相規則と「オーバーラップ決定可能性」と呼ばれる単一の概念によってこれを定式化する。
ドメイン上の重ね合わせを確率的に生成する非ゼロ正の完全正のトレース非増加写像が、そのドメインが重複決定可能であれば、かつ、そのドメインが存在する。
これは現代の非仮定の結果を統一し、例外的な yes-go プロトコルを特徴付ける。
そして、そのような慣習に固定されたオーバーラップに対する普遍的なアクセスを許すことは、よく知られた基礎的制約と計算的制約を不安定にすることを示す。
量子クローニングと同様の変換を禁止し、超光信号を生成する。
また、未知の状態に関するリフレクションを許容し、指数関数的に急速に重複増幅し、グロバーの探索が対数的クエリの複雑さに低い値で崩壊する。
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