XiaoMi-AI文件搜索系统
World File Search Systemindefinite
不确定度量的量子参考帧
当前的量子物理学理论和一般相对论本身不允许我们研究重力来源是量子的情况。在这里，我们提出了一种策略，以确定在叠加中存在质量配置的情况下对象的动力学，因此使用量子参考框架（QRF）转换。特别是，我们表明，只要不同分支中的质量配置是通过相对宽度的转换相关的，那么人们就可以使用QRF当前框架的扩展将质量结合质量变化的框架变化。假设在量子协调转换下的动态定律协方差，这允许使用已知的物理学来确定动力学。我们应用此过程来发现探针粒子的运动和质量构造附近的时钟的行为，从而发现了由超级位置的引力物体引起的时间扩张。与其他模型的比较表明，半经典的重力和重力塌陷模型不遵守量子坐标转换下动力学定律的协方差。
嘈杂的量子计量学在无限期因果秩序的帮助下
通过去极化噪声造成的一般量子统一操作员被复制并插入量子开关过程中，以实现因果阶的叠加。制定了所得开关的量子通道的表征，以便其在探针控制量子对的关节状态下的作用。然后，对开关通道进行了特定研究，以针对嘈杂的统一操作员的相位估计的重要层次任务，并由Fisher信息（经典或量子）评估。与常规估计技术进行了比较，其中直接在一个单阶段或两个阶段的级联中直接探测了具有定义阶的一个阶段或两个阶段的级联，或者使用两个或多个量子的使用它们的几种用途。在带有无限顺序的开关通道中，报告了特定属性，对于估计有意义，而不存在常规技术。表明，尽管它从未直接与统一相互作用，但仍可以单独测量它以进行有效的估计，同时丢弃与统一相互作用的探针Qubit。此外，对控制Qubit的测量还可以在常规估计变得不那么有效的情况下，在很难的条件下保持有效估计的可能性，例如，在不构成的输入探针或盲目情况下，当单位轴的轴时是盲目的情况。，即使输入探针倾向于与单一轴的轴或完全去极化的输入探针保持一致，在这些条件下，通过测量控制量轴的效率估计仍然是可能的，而在这些条件下，常规估计变得无效。还分析了开关通道的探针值的测量，并证明为相位估计增加了有用的功能。结果有助于对开关量子通道的性质和能力进行持续的识别和分析，并具有无限的订单，以进行信息处理，并发现了量子估计和Qubit Metrology的新可能性。
重新评估不确定因果顺序对量子计量的优势
量子开关是因果顺序不确定过程的典型例子，据称在量子计量领域的某些特定任务中，它比因果顺序确定的过程具有多种优势。在本文中，我们认为，如果进行更公平的比较，其中一些优势实际上并不成立。为此，我们考虑了一个框架，该框架允许对不同类别的因果顺序不确定过程的性能（由量子 Fisher 信息量化）与因果策略在给定计量任务上的性能进行适当的比较。更一般地说，通过考虑最近提出的具有经典或量子控制因果顺序的电路类别，我们得出了不同的例子，其中因果顺序不确定的过程比因果顺序确定的过程具有（或不具有）优势，从而限定了因果顺序不确定在量子计量方面的兴趣。事实证明，对于一系列示例，已知在物理上可实现的具有因果序量子控制的量子电路类被证明比因果序量子电路以及因果叠加量子电路类具有严格的优势。因此，对此类的考虑提供了新证据，表明在量子计量学中，不确定的因果序策略可以严格胜过确定的因果序策略。
具有不确定因果顺序的通道容量增强
在时空中，事件 A 和 B 可以有三种因果关系：A 先于 B ，B 先于 A ，或者 A 和 B 有因果分离，即它们位于一个类空区间。量子力学允许存在与这些情况都不对应的因果结构。启发式地，这可以描绘为将 A 和 B 之间的顺序置于量子叠加中。更准确地说，已经提出了几种使用“过程矩阵”或“量子开关”来实现不确定因果顺序的方法 [1– 6]。虽然这些方法在数学上并不严格等价，但它们都支持一个基本思想：不确定因果顺序本质上是一种量子现象，它为迄今为止主要在时空理论中探索的概念提供了新的启示。最近，在几种量子开关的实现中已经通过实验观察到了这种现象 [7–12]。为了准确衡量量子理论为因果关系研究带来的新元素，可以将因果序的量子控制视为提供非经典通信优势的一种资源，即量子开关中的两个噪声信道可以比任何单个信道传输更多的信息 [13]。这种方法的好处是可以立即阐明量子开关的物理意义，但它依赖于一个目前尚未解决的问题，即任何局部方是否可以操作性地实施这种量子控制 [14]。在本文中，我们假设实证研究已经给出了一个积极的启发式方法：通过量子开关对因果序的量子控制已经通过实验获得。接下来，我们努力从理论上更好地理解此类设置所展示的优势。特别地，一个长期存在的问题涉及这种优势的起源：为了否认量子开关是一个独立的资源，有人认为，两个信道的单程量子叠加，在没有不确定因果顺序的情况下，已经导致了类似的结果[15，16]。在第二部分介绍基本的数学概念之后，我们探讨了这种非因果顺序的有争议的起源。
在非循环时空中嵌入循环信息论结构：不确定因果关系的不成立结果
量子信息和时空物理学界所采用的因果关系概念是截然不同的。虽然经验告诉我们，这些概念在物理实验中以兼容的方式一起发挥作用，但它们的一般相互作用在理论上却鲜为人知。因此，我们开发了一个理论框架，将这两个因果关系概念联系起来，同时也清楚地区分它们。该框架描述了通过反馈回路进行的量子操作组合，以及将由此产生的可能循环的信息理论结构嵌入非循环时空结构中。然后，相对论因果关系（禁止超光速通信）作为这两个结构之间的图论兼容性条件。通过证明量子信息界广泛研究的不确定因果顺序 (ICO) 过程可以在我们的框架内表述，我们阐明了不确定因果关系和循环因果关系之间的联系，以及有关它们的物理性的问题。具体来说，有几项实验声称在闵可夫斯基时空中实现了 ICO 过程，这提出了一个明显的理论悖论：不确定的信息论因果结构如何与确定的时空结构相一致？我们通过不定理来解决这个问题，表明作为相对论因果关系的结果，(a) ICO 过程的实现必然涉及时空中系统的非局部化，(b) 仍然可以在更细粒度的层面上用确定的、非循环的因果顺序过程来解释。这些结果是通过引入细粒度概念实现的，细粒度概念允许在不同细节层面上分析因果结构。这完全解决了明显的悖论，并对 ICO 实验的物理解释具有重要意义。我们的工作还阐明了时空中量子信息处理的极限，并对固定时空范围内外不确定因果关系的操作意义提供了具体的见解。
不确定因果序下布尔函数的量子查询复杂度
量子电路的标准模型假设操作以固定的连续“因果”顺序应用。近年来，放宽这一限制以获得因果不确定计算的可能性引起了广泛关注。例如，量子开关使用量子系统来连贯地控制操作顺序。已经证明了几种临时的计算和信息理论优势，这引发了这样一个问题：是否可以在更统一的复杂性理论框架中获得优势。在本文中，我们通过研究一般高阶量子计算下布尔函数的查询复杂性来解决这个问题。为此，我们将查询复杂性的框架从量子电路推广到量子超图，以便在平等的基础上比较不同的模型。我们表明，最近引入的具有因果顺序量子控制的量子电路类无法降低查询复杂度，并且因果不确定超级映射产生的任何潜在优势都可以用多项式方法限制，就像量子电路的情况一样。尽管如此，我们发现，当利用因果不确定超级映射时，使用两个查询计算某些函数的最小误差严格较低。
无信号限制具有不确定因果结构的量子计算
当我们想知道哪些是量子理论所允许的、不假设具有任何特定因果顺序的局部系统的集合的最普遍演化时，就会出现具有不确定因果结构的量子过程。这些过程可以在高阶量子理论的框架内描述，该理论从考虑从量子变换到量子变换的映射开始，递归地构建一个阶数不断增加的量子映射层次结构。在这项工作中，我们开发了一种具有不确定因果结构的量子计算形式；即，我们描述了高阶量子映射的计算结构。采用公理方法，这种计算的规则被确定为与量子理论的数学结构兼容的高阶映射的最普遍组合。我们对任意高阶量子映射的可接受组合提供了数学表征。我们证明，这些规则具有计算和信息论性质，是由高阶量子映射的量子系统之间的信号关系的更物理的概念决定的。
通过不确定输入输出方向的设备通过设备进行量子通信
抽象的某些量子设备，例如量子光学元件中的半波板和四分之一波板，是双向的，这意味着可以交换其输入和输出端口的作用。双向设备可以在向前模式和向后模式下使用，对应于输入输出方向的两个相反的选择。它们也可以用于向前和向后模式的连贯叠加，从而带来了不确定的输入输出方向的新操作。在这项工作中，我们探讨了输入输出不确定的潜力，即通过嘈杂的渠道传输经典和量子信息。我们首先通过用于不确定输入输出方向的嘈杂通道从发件人到接收器的通信模型。然后，我们表明，输入输出方向的不确定性比标准通信协议产生优势，在标准通信协议中，在固定的输入输出方向上使用给定的噪声通道。这些优点范围从双向过程中的噪声总体降低到预示量子状态的无噪声传播，以及在某些特殊情况下，到完全消除噪声。可以通过当前的光子技术在实验上证明由于输入输入不确定而引起的降噪功能，从而提供了一种研究外来场景的操作后果的方法，其特征是远期时间和后时间过程的相干量子叠加。
具有不确定因果顺序的量子力学的净化公设
为了研究哪些是最普遍的与局部量子力学兼容的因果结构，Oreshkov 等人 [1] 引入了过程的概念：一些参与方共享的资源，允许他们之间进行没有预定因果顺序的量子通信。这些过程可用于执行标准量子力学中不可能完成的几项任务：它们允许违反因果不等式，并在计算和通信复杂性方面具有优势。尽管如此，目前还不知道有任何可用于违反因果不等式的过程是物理可实现的。因此，人们对确定哪些过程是物理的、哪些只是该框架的数学产物有着浓厚的兴趣。在这里，我们通过提出一个净化公设在这个方向上取得了关键进展：过程只有可净化才是物理的。我们推导出过程可净化的必要条件，并表明几个已知过程不满足这些条件。