論文の概要: Decoherence without the state: A causal quantum Darwinist approach

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2605.07090v1
• Date: Fri, 08 May 2026 01:16:15 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2026-05-11 19:43:38.710332
• Title: Decoherence without the state: A causal quantum Darwinist approach
• Title（参考訳）: 状態のないデコヒーレンス:因果量子ダーウィン主義的アプローチ
• Authors: Nick Ormrod, Tein van der Lugt, Yìlè Yīng, Jarosław K. Korbicz,
• Abstract要約: 我々は、ユニタリダイナミクスによる因果的影響の観点から、デコヒーレンス(decoherence)の過程を示す。 我々は、状態が双対デコヒーレンスから出現し、ユニタリダイナミクスの時間反転によるデコヒーレンスに関連することを示す。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/4.0/
• Abstract: The consistent histories formalism can be used to describe histories comprised of events across many systems, times, and places, plausibly rich enough to describe our experiences of the classical world; however, many consistent history sets are nonclassical and thus not obviously relevant to our experiences. Meanwhile, the program of environmentally induced decoherence identifies dynamically privileged classical degrees of freedom, but provides no general account of when or how many such degrees of freedom consistently combine to form histories. This work shows that the strengths of these two approaches can be combined by adopting a dynamics-first perspective on decoherence. Inspired by quantum causal models and quantum Darwinism, we define the process of decoherence in terms of the causal influences through unitary dynamics required for the proliferation of information about observables. We characterise decoherence as a property of the unitary dynamics, without presupposing the existence of any quantum state. Instead, we show that the state emerges from dual decoherence, related to decoherence by time-reversal of the unitary dynamics. Indeed, for any set of systems in an arbitrary unitary circuit, decoherence and its dual single out a privileged consistent history set -- and we demonstrate through examples that states emerge from dual decoherence while outcomes emerge from decoherence. Hence the idea that quantum states emerge from the process of decoherence turns out to be the key missing ingredient for unifying environmentally induced decoherence and consistent histories. Taking this idea ontologically seriously leads to a recently proposed causal interpretation of quantum theory or a dynamics-first version of the Everett interpretation. The causal approach also sheds light on the suppression of off-diagonal terms, time asymmetry, and robustness of the pointer basis.
• Abstract（参考訳）: 一貫性のある歴史形式は、多くのシステム、時代、場所にわたる出来事で構成された歴史を記述するのに使用することができ、古典世界の経験を記述できるほどに豊かなものであるが、多くの一貫性のある歴史集合は古典的ではなく、したがって我々の経験に明らかに関係していない。 一方、環境によって引き起こされる非一貫性のプログラムは、動的に特権化された古典的自由度を識別するが、いつ、どのくらいの自由度が一貫して結合して歴史を形成するのかという一般的な説明は得られない。 この研究は、これらの2つのアプローチの強みが、デコヒーレンスに関する動的第一の視点を採用することによって組み合わせられることを示している。 量子因果モデルと量子ダーウィン主義にインスパイアされた我々は、観測物に関する情報の拡散に必要なユニタリダイナミクスを通して因果的影響の観点から、デコヒーレンス(decoherence)の過程を定義する。 我々は、デコヒーレンスを量子状態の存在を前提にすることなく、ユニタリダイナミクスの特性として特徴づける。 代わりに、状態は二元的デコヒーレンスから出現し、ユニタリダイナミクスの時間反転によるデコヒーレンスに関連していることを示す。 実際、任意のユニタリ回路内の任意の系に対して、デコヒーレンスとその双対は特権付き一貫した歴史集合から切り離され、我々は状態が双対デコヒーレンスから出現し、結果がデコヒーレンスから出現する実例を実演する。 したがって、量子状態がデコヒーレンスの過程から現れるという考えは、環境に誘導されたデコヒーレンスと一貫性のある歴史を統一するための重要な欠落要素であることが判明した。 この考え方をオンロジカルに真剣に考えると、最近提案された量子論の因果解釈や、エヴェレット解釈のダイナミクス第一版が導かれる。 因果的アプローチは、対角線外項の抑制、時間非対称性、ポインター基底の堅牢性にも光を当てる。

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