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![arxiv：2402.08727v1 [Quant-ph] 2024年2月13日](/simg/8\8fe1e629ad084c14b4a994d1dc5f17f112232ca0.webp)
arxiv：2402.08727v1 [Quant-ph] 2024年2月13日
最近对Wigner的朋友Paradox引起了人们的兴趣，引发了一些新颖的思想实验，无需定理。主要的叙述是Wigner的朋友高光是量子理论独有的违反直觉功能，并且与量子测量问题密切相关。在这里，我们挑战了这一观点。我们认为，可以在不假设量子物理学的情况下再现Wigner的朋友悖论的要旨，并且在物理和哲学的基础上，它构成了更广泛的谜团。为了证明这一点，我们首先考虑了一些最近提出的扩展Wigner的朋友场景，并证明了它们对观察的绝对性的某些含义可以通过涉及代理重复的经典思想实验来复制。至关重要的是，这些经典方案中的一些 - 技术在技术上比量子同行更容易实施。那么，我们认为所有这些情况的基本结构成分都是我们称为“限制A”的功能：从本质上讲，物理理论不能使我们对所有代理的观察结果进行概率描述。最后，我们认为这种困难是物理和哲学基础中其他难题的核心，并明确证明了这一问题，以实现宇宙学的Boltzmann脑部问题。我们的分析表明，应在更大的背景下研究Wigner的朋友，以解决量子基础以外的人类知识的边界：为实验获得可靠的预测，在这些实验中，这些预测可以私下进行但不能进行主体间验证。
重建在量子理论阐明中的作用
2 这与维格纳对对称原理的看法相呼应，即正如物理理论将传感数据中的规律形式化一样，对称原理将这些理论所提出的定律中的规律形式化（Wigner 1960）。 3 例如，对经典运动量（动量和动能）的重建表明，这些量是伽利略相对论和普遍守恒定律的直接结果，从而建立了该理论的动力学和运动学方面的明确联系，并明确了不受大质量物体束缚的能量形式的必要性（Goyal 2020）。详情请参阅第四节 A。
直接检测来自...的量子非高斯光
量子通知，传感和计算中的许多应用都需要证明是量子非高斯光。据估计，从单个原子中估计，从单个原子散布到高档腔[17]的单个原子中估计了这种光[17]。这为许多具有原子和固态发射的量子的量子非高斯光开设了研究。然而，在早期阶段，具有不同通道的腔体系统中的原子或发射极是无法产生负极功能的其他噪声。此外，对于此类实验，Ho-Modyne检测通常是具有挑战性的。我们分析了这些问题，并证明可以使用这种空腔来散发量子非高斯光，该光线在汉伯里棕色和三丝体中使用单光子检测，以及适合此测量的量子。当Wigner函数的负函数完全消失时，我们会详细介绍大量空腔泄漏的情况。ge，量子非高斯光仍然可以最终证明大量的空腔参数，即使存在噪声，也可以以整体测量时间为代价。
一般散射过程的螺旋状态的量子断层扫描
量子断层扫描已成为计算物理学中量子系统密度矩阵 ρ 的必不可少的工具。最近，它作为测试高能粒子物理学中纠缠和违反贝尔不等式的基本步骤，变得越来越重要。在这项工作中，我们提出了重建一般散射过程的螺旋量子初始状态的理论框架。具体而言，我们对不可约张量算子 f TLM g 执行 ρ 的展开，并通过在适当选择的 Wigner D 矩阵权重下对最终粒子的角度分布数据进行平均来唯一计算相应的系数。此外，我们还提供了生产矩阵 Γ 的新广义和散射的归一化微分截面的显式角度依赖性。最后，我们使用 Weyl-Wigner-Moyal 形式从量子信息的角度重新推导了我们之前的所有结果，此外，我们还获得了 Wigner P 和 Q 符号的简单解析表达式。
量子力学的讲座
诺贝尔奖获得者史蒂文·温伯格（Steven Weinberg）在他成功的第二版中，将杰出的物理见解与他的清晰言论的礼物结合了他的清晰言论，为现代Quanmagrigins提供了简洁的介绍。现在包括六个全新的部分，其中涵盖了关键主题，例如刚性旋转器和量子密钥分布，以及整个现有主题的主要添加，此修订版非常适合一年的毕业课程或研究人员的参考。首先回顾了量子力学的历史和Schrödinger方程的经典解决方案，在以现代希尔伯特太空方法开发量子力学之前，温伯格使用他的非凡专业知识来阐明Bloch波和乐队结构，例如Wigner – Wigner – eckart Theorem，魔术数字，魔术，魔术，对称性，一般分散的理论，以及一般分散的理论。问题包括在章节的末端，并提供有关讲师的解决方案，网址为www.cambridge.org/9781107111660。
固体氖和超流体氦界面的量子电子学和光学
我们预测在两种惰性气体元素凝聚相（固态氖和超流体氦）界面处将出现一种新的量子电子结构。注入该界面的过量电子将其波函数自限制在纳米圆顶结构中。其尺寸随压力而变化，光学跃迁覆盖宽广的中红外光谱。这些电子的集合可以形成经典的维格纳晶体，类似于三角晶格上的量子点阵列。在超快激光照射下，这种维格纳晶体可以在皮秒时间尺度上表现出超辐射的量子光学现象。超长的自旋相干时间和微米级确定性可配置性使该系统中的电子可以充当量子信息载体。它们的自旋状态可以由片上单电子器件控制和读出。
随机电路中的量子魔法动力学
摘要 魔力指的是一个系统中“量子化”的程度，它不能仅通过稳定态和 Clifford 操作来完全描述。在量子计算中，稳定态和 Clifford 操作可以在经典计算机上有效地模拟，即使它们从纠缠的角度看起来很复杂。从这个意义上说，魔力是释放量子计算机独特计算能力以解决经典难以解决的问题的关键资源。魔力可以通过满足 Clifford 操作下单调性等基本性质的度量来量化，例如 Wigner 负性和 mana。在本文中，我们将随机电路的统计力学映射方法推广到 R´enyi Wigner 负性和 mana 的计算。基于此，我们发现：（1）一个精确的公式描述在 Haar 随机电路下制备的多体态中魔力与纠缠之间的竞争；（2）一个公式描述在随机 Clifford 电路下演化的状态中魔力的扩散和扰乱； (3) 定量描述测量条件下的魔法“压缩”和“隐形传态”。最后，我们评论了相干信息与魔法之间的关系。
非高斯量子关联及其应用
量子力学是当今我们见证的重大技术发展的核心。世界各地正在做出巨大努力，以充分发挥这些新技术的潜力。这些努力主要集中在量子计算和通信协议的实现上，在高精度计量方面，我们期待着而且已经取得了很大进展。由于其对退相干具有很强的稳定性，光的量子态为实现这些量子技术提供了一个强大的候选平台。此外，该平台具有良好的可扩展性，因为它可以在室温下操作，并且与现有的通信技术兼容。量子光学系统与任何玻色子系统一样，可以用两种互补的方式描述 [1]。一方面是离散变量方法，主要关注光子数量作为相关可观测量。这种方法具有广泛的适用性，因为它为量子信息提供了一种自然的编码，每个光子编码一个量子比特的状态。然而，这种编码极易受到光路中光子丢失的影响，这是光学设备中最常见的问题来源，并且还存在难以确定性地生成单光子的问题。另一方面，还有连续变量方法，其中相关的可观测量是电磁场模式的实部和虚部，称为场正交。这种方法可以确定性地生成多达一百万种模式的巨大纠缠态[ 2 ]，这为量子信息处理提供了独特的场所。连续变量框架允许在有限维相空间内描述无限维系统，该相空间是系统模式数量的两倍。这种描述是用准概率分布 [1] 来提供的，类似于统计集合的经典描述。在准概率分布家族中，值得注意的是维格纳函数。由于海森堡不确定性原理禁止同时测量振幅和相位正交，维格纳函数可以达到负值。尽管如此，它还是最接近经典的概率描述，因为它是状态的唯一相空间表示，它被归一化并边缘化为相应正交测量结果的概率密度。维格纳函数是区分高斯状态和非高斯状态的重要工具 [1]。根据定义，高斯状态是可以在相空间中用高斯维格纳函数描述的状态。这些状态可以用当前技术以确定性的方式生成和进一步操纵。特别是上面提到的大型多模纠缠态就属于这一家族。然而，最奇特的量子特征，如维格纳负性，是在非高斯态中发现的。我们正是需要这些奇特的特征，如维格纳函数中的负性[ 3 ]和非高斯纠缠[ 4 ]来实现无法用经典资源有效模拟的量子协议。在[ 4 ]中，我们证明了用经典设备模拟这种光学采样问题的复杂性在输入状态的非高斯性中呈指数增长，通过其恒星等级来衡量[ 5 ]。此外，我们提供了一种有效的算法来模拟可以通过移相器和分束器（被动线性光学）分离的状态的采样。换句话说，这个结果相当于说，为了得到一个难以用经典方法模拟的采样问题，状态应该在每个模式基础上表现出纠缠，因为否则