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对量子非现实主义相对性的思考
摘要：在过去的几十年里，相对论极限下的量子资源研究引起了人们的关注，主要是因为观察到自旋动量纠缠不是洛伦兹协变的。在这项工作中，我们将相对论量子信息的研究更进一步，将现实主义的基本问题带入讨论。特别是，我们研究洛伦兹增强是否会影响量子非现实主义——一个与量子力学对某种现实主义概念的违反有关的例子。为此，我们采用了一个相对论粒子穿过马赫-曾德干涉仪的模型作为理论平台。然后，我们比较了从两个相对运动的不同惯性系评估的量子非现实主义。与量子参考系背景下的最新发现一致，我们的结果表明物理现实主义的概念并不是绝对的。
Sonobuoy Mils - Scholarly Commons
本文旨在描述一种使用海军声纳浮标在公海定位导弹撞击位置的新技术。图 1 显示了典型的海军 ASW 声纳浮标，这是一种空投的消耗性 VHF 无线电，可将其下方水听器接收到的水下声学信号中继到头顶上的飞机* 这种导弹撞击定位系统具有成本低、便携和高精度的优点。基本上，声纳浮标监测导弹撞击海面的水声信号，并使用固定的海底应答器作为声纳浮标的大地参考* 迄今为止，我们使用飞机投下的远距离炸药作为水面声纳浮标和海底应答器之间的声学连接。该声纳浮标系统的撞击精度可以达到 0.1 NM。将来，随着硬件的进一步发展，主动声呐浮标的使用将不再需要远距离电荷参考系，升级后的 SMILS 精度将达到 250 英尺。
没有狭义相对论的质量-能量联系
摘要。1905 年，爱因斯坦通过研究电磁辐射物体在不同参考系中的能量平衡，并假设狭义相对论为前提条件，首次推导了质能等价性。在本文中，我们证明了广义的质能关系可以仅从非常基本的假设中推导出来，这些假设与爱因斯坦在第一次推导中所做的假设相同，但完全忽略了狭义相对论。当将广义的质能关系应用于以电磁波形式发射能量的物体的情况时，它就变成了质能等价性。我们的主要结果是，如果爱因斯坦方法背后的核心逻辑是合理的，那么质能等价性的本质就可以在没有狭义相对论的情况下推导出来。我们相信，我们的启发式方法虽然不能给出质能等价性的精确数学公式，但可能对研究生阶段关于这个问题的一般讨论是一个有益的补充。我们的发现表明，质量和能量之间的联系处于更深的层次，并且早于任何成熟的物理理论。
博士后职位 (F/M/X)
（全职，每周 40 小时）在 Markus Müller 博士领导的量子信息和物理学基础研究小组工作。Müller 小组的研究重点是从信息论的角度研究理论物理学的基础问题，以量子信息论为主要工具。该小组使用数学物理的严格方法解决各种问题。有关该小组研究活动的更多信息，请参阅 Müller 小组。现在，IQOQI-Vienna 正在为积极主动且资质优良的研究人员提供博士后职位，从 2025 年 2 月 1 日或之后开始。该职位限制为 1 年，有可能延长。博士后将与 Müller 小组合作，研究 Quantum Austria 项目的主题“量子场上的局部操作”，涉及量子参考系、数学物理、量子信息论和高能物理等领域。您的个人资料：
观察时钟：解释 Page-Wootters 形式主义和内部量子参考框架程序
最近，量子基础领域对 Page-Wootters (PW) 形式主义的兴趣激增，并且基于内部量子参考系 (IQRF) 的相关概念开发了一项新研究计划。这项研究得出了许多令人兴奋的结果，为时间本质、参考系和等效原理等问题的深层问题提供了新的见解。这些问题使 PW 和 IQRF 研究计划正好处于量子力学基础和正在进行的量子引力理论探索的交汇处，因此，了解这些计划的结果对我们理解这些领域究竟意味着什么，是非常有意义的。在本文中，我们旨在阐明 PW 和 IQRF 计划的一些主要主题的基础性影响，尽管我们当然无法涵盖这些领域研究人员所取得的所有成就。这些研究计划的一个特点引发了许多问题，那就是 PW 形式主义和更普遍意义上的 IQRF 研究计划显然没有为波函数坍缩机制或任何其他可确保测量具有唯一结果的方法留出空间。因此，人们可能会认为，为了认真对待这些研究计划，我们必须采用埃弗雷特解释、新哥本哈根解释或其他不坚持唯一测量结果的解释。因此，为了理解这项研究的基础意义，重要的是确定 PW 和 IQRF 形式主义是否隐含地依赖于量子力学的某种解释，以及是否有可能在单一世界现实主义解释的背景下理解它们的结果。围绕 PW 和 IQRF 形式主义的操作凭证也存在重要问题。这两种方法的支持者通常都以操作性的角度来推动他们的研究——例如，参考文献 [1] 认为“将操作性的观点扩展到量子理论，人们会通过测量充当时钟的量子系统来定义时间。”这种对时间的操作性方法听起来非常合理（事实上，它继承自爱因斯坦在狭义和广义相对论中对时间的方法），但重要的是要记住，这些框架通常不会明确地模拟观察者，因此在形式结果和实际观察者执行的操作之间仍然存在需要弥合的差距。弥合这一差距可能需要我们采取一些关于观察者角色的立场，以及 PW 和 IQRF 形式化归因于测量结果的概率的性质。因此，在简要介绍 PW 和 IQRF 研究计划后，我们将把我们的探究分为四个问题，事实上，所有这些都是相互关联的：
使用上下文信息和多传感器数据进行室内定位的最佳地标放置
摘要 — 移动代理室内定位的最有效解决方案通常依赖于多传感器数据融合。具体而言，可以通过结合航位推算技术（例如基于里程计）和相对于给定参考系内具有已知位置和/或方向的合适地标的距离和姿态测量，实现准确性、可扩展性和可用性方面的良好权衡。此类技术的一个关键问题是地标部署，它不仅应考虑所采用传感器的有限检测范围，还应考虑错过地标的非零概率，即使它实际上位于传感器检测区域 (SDA) 内。本文重点研究最小地标放置，同时考虑可能的环境上下文信息。该解决方案依赖于贪婪放置算法，该算法可以最佳地解决问题，同时将定位不确定性保持在给定限制以下。通过在欧盟项目 ACANTO 背景下的多次模拟验证了所提出方法的正确性，该项目需要在大型、公共且可能拥挤的环境中（例如购物中心或机场）定位一个或多个智能机器人步行者。
不平衡故障期间形成逆变器控制
摘要 — 电网形成 (GFM) 逆变器控制已展示出许多理想的特性，以使可再生资源能够大规模整合到未来的电网中；然而，GFM 逆变器在发生不平衡故障时的性能仍未得到充分探索。本文提出了一种新的电流限制方法，用于 GFM 逆变器处理不平衡故障情况，同时为主电网提供电压支持。所提出的电流限制器结合了动态虚拟阻抗和电流参考饱和限制的概念，所有这些都建立在静止参考系中，以在负载/故障不平衡条件下实现更好的电流限制性能。使用多个 GFM 逆变器进行的全系统全阶瞬态模拟展示了该方法的潜力，并将其性能与最先进的电流限制器进行了对比。模拟结果表明，与电流参考饱和和虚拟阻抗限制相比，所提出的方法的电压平衡性能有所改善。
来自有限时钟参考框架的量子纠错码的连续横向门组
在介绍参考帧纠错任务 [ 1 ] 之后，我们展示如何通过使用参考帧与时钟对齐，将一组连续的阿贝尔横向逻辑门添加到任何纠错码中。据此，我们进一步探索一种绕过 Eastin 和 Knill 的无行定理的方法，该定理指出，如果局部错误是可校正的，则横向门组必须是有限阶的。我们可以通过在解码过程中引入一个小错误来做到这一点，该错误随着所用帧的维数而减小。此外，我们表明，这个误差有多小与量子钟的精确度之间存在直接关系：时钟越精确，误差越小；如果时间可以在量子力学中完美测量，则会违反无行定理。在多种参考系和误差模型的场景下研究了误差的渐近缩放。该方案还扩展到未知位置的误差，我们展示了如何通过参考系上的简单多数投票相关误差校正方案来实现这一点。在展望中，我们讨论了与 AdS/CFT 对应和 Page-Wooters 机制相关的结果。
背景独立性和量子因果结构
量子力学与广义相对论的一个关键区别是它要求时空有一个固定的背景参照系。事实上，这似乎是统一这两个理论的主要概念障碍之一。此外，预计这两个理论的结合将产生“不确定的”因果结构。在本文中，我们提出了一种与背景无关的过程矩阵形式——一种允许不确定因果结构的量子力学形式——同时保留操作上明确定义的测量统计数据。我们通过强制形式中出现的概率——我们将其归因于离散时空点之间的测量结果——在时空点的变动下保持不变来实现这一点。我们发现：（a）我们仍然可以获得具有背景独立性的非平凡的、不确定的因果结构；（b）我们失去了在不同实验室中局部操作的概念，但可以通过将参考系编码到系统的物理状态中来恢复它；（c）置换不变性施加了令人惊讶的对称性约束，虽然形式上类似于超选择规则，但不能这样解释。