1. Alice 和 Bob 分别测量 sa [ α ] 和 sb [ β ]。重复测量多次并计算 < sa .sb >。 2. 对 a 和 b' 重复 (1)。 3. 对 a' 和 b 重复 (1)。 4. 对 a' 和 b' 重复 (1)。
正如我们所见,最简洁的方法是将定义状态的信息包视为抽象希尔伯特空间中的向量。这样做提供了捕捉量子系统物理观察到的属性所需的数学机制。第 8.4.2 节描述了一种建立物理系统状态空间的方法,其中一个基本步骤是将系统的一组基态与测量系统某些物理属性或可观测量时获得的详尽结果集合相关联。将特定状态与特定测量结果联系起来,可以用量子力学来描述量子系统的可观测量,即用厄米算子来描述。本章的主要主题就是如何做到这一点。
这项工作提出将量子电路复杂性(实现量子变换所需的最少基本操作数)确立为合法的物理可观测量。我们证明电路复杂性满足物理可观测量的所有要求,包括自伴随性、规范不变性和具有明确不确定关系的一致测量理论。我们开发了用于测量量子系统复杂性的完整协议,并展示了其与规范理论和量子引力的联系。我们的结果表明,计算要求可能构成与能量守恒一样基本的物理定律。该框架提供了对量子信息、引力和时空几何出现之间关系的洞察,同时提供了实验验证的实用方法。我们的结果表明,物理宇宙可能受能量和计算约束的支配,这对我们理解基础物理具有深远的影响。关键字
90095,美国 关键词:相干性作为逻辑变量;半导体胶体量子点;量子信息处理;二维电子光谱;李代数动力学;奇异值分解 *通讯作者:Raphael Levine,Raphy@mail.huji.ac.il
90095,美国 关键词:相干性作为逻辑变量;半导体胶体量子点;量子信息处理;二维电子光谱;李代数动力学;奇异值分解 *通讯作者:Raphael Levine,Raphy@mail.huji.ac.il;Francoise Remacle,fremacle@uliege.be
摘要:在弯曲时空中量子场论的代数框架中考虑量子测量过程。使用一个量子场论(“系统”)对另一个量子场论(“探针”)进行测量。测量过程涉及有界时空区域内“系统”和“探针”的动态耦合。由此产生的“耦合理论”通过参考自然的“内”和“外”时空区域确定“系统”和“探针”非耦合组合上的散射图。没有假设任何特定的相互作用,并且所有构造都是局部和协变的。给定“内”区域中探针的任何初始状态,散射图确定从“外”区域中的“探针”可观测量到“诱导系统可观测量”的完全正映射,从而为后者提供测量方案。结果表明,诱导系统可观测量可能位于相互作用耦合区域的因果外壳内,并且通常不如探测可观测量尖锐,但比耦合理论上的实际测量尖锐。使用取决于初始探测状态的 Davies-Lewis 工具,可以获得以测量结果为条件的后选择状态。还考虑了涉及因果有序耦合区域的复合测量。假设散射图遵循因果分解属性,则各个工具的因果有序组合与复合工具相一致;特别是,如果耦合区域因果不相交,则可以按任意顺序组合工具。这是所提框架的中心一致性属性。通过一个例子说明了一般概念和结果,其中“系统”和“探测”都是量化的线性标量场,由具有紧时空支持的二次交互项耦合。对于足够弱的耦合,精确计算了由简单探测可观测量引起的系统可观测量,并与一阶微扰理论进行了比较。
3.2 可观测量 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 55 3.4.1.1 薛定谔观点 . ...
噪声的存在或与环境的相互作用可以从根本上改变原本孤立的量子系统的可观测量的动态。我们推导出开放量子系统可观测量演化速度的界限。这个速度限制分为 Mandelstam 和 Tamm 的原始时间-能量不确定性关系和最近为经典系统推导出的时间-信息不确定性关系,并且两者都推广到开放量子系统。通过分离系统动力学的相干和非相干贡献,我们推导出演化速度的下限和上限。我们证明后者对可观测量的速度提供了比以前已知的量子速度限制更严格的限制,并且速度算子的首选基础可以完全表征达到速度极限的可观测量。我们使用这种构造来限制非相干动力学对可观测量演化的影响,并找到为可观测量的演化提供最大相干加速的哈密顿量。
2 | ⟨ ψ | [ A, B ] | ψ ⟩| 取决于初始状态,因此并不固定,以至于当 | ψ ⟩ 的某些选择时它会消失,这些选择不必是可观测量 A 和 B 的同时特征函数。此外,基于偏差的不确定性关系通常不能捕捉可观测量互补方面 [12] 的物理内容和信息内容的传播 [13]。用可观测量的熵来表示不确定性最早是由 Everett [17] 提出的。参考文献 [14] 对此进行了肯定的回答,即位置和动量可观测量的熵之和满足不等式。对于具有连续谱的可观测量,这种熵不确定关系分别在参考文献 [15, 16] 中得到证明和改进。当系统状态为高斯波包时,不等式的下界成立。熵不确定性关系在有限维希尔伯特空间中的可观测量的扩展最早在文献[11]中提出,后来在文献[18]中得到改进。我们希望
备注:为了获得关于量子系统状态身份的信息,对不同结果的实际命名选择并不重要。我们可以只考虑概率 Prob(j th results),其中 j th 结果可以是基向量的标签,也可以是可观测量的第 j 个特征值。因此,在本课程中,我们有时将量子测量的概念建立在被测系统状态空间 V 的底层正交分解上,而不是指特定的可观测量。但是,最好记住物理可观测量也很重要,因为测量的物理实现涉及系统和“测量仪器”之间的物理相互作用,例如,基态 | 0 ⟩ 和 | 1 被测量的量子比特的⟩ 是自旋 Z 本征态或光子极化或钙原子中两个选定的能量能级(相应的量子可观测量分别是自旋、极化或能量),这些知识对标准基础测量的测量相互作用的实际实现方式有着至关重要的影响。