量子力学已经出色地通过了所有精度测试,但它似乎仍然与常识相冲突。为什么我们周围的物体从未发现过经典描述中不可能出现的叠加态?人们可能会强调普朗克常数的微小性,或者指出退相干理论,该理论描述了系统在与足够大的量子环境耦合时将如何有效地失去其量子特性。更彻底的是,客观坍缩理论确定量子力学在超过一定质量或复杂性尺度时会失效,而标准量子力学只是更一般理论的近似值。这些理论认为,必须在基本层面上修改量子理论,旨在诱导给定量子系统临界质量尺度以上的波函数客观坍缩,从而恢复经典性。坍缩模型引起的动力学由几个参数控制,并给出与标准量子力学不同的预测。最重要的是,这些差异可以通过实验验证,从而能够对这些参数的值设定严格的界限。在本报告中,我们计算了从两个不同的实验装置中获得的两个坍塌参数的上限。我们将表明,实验数据设定的界限比非干涉坍塌模型测试的界限要弱。
我们提出了一个新假设,将温度与量子系统中波函数坍缩的频率联系起来。该框架将热力学熵、量子退相干和信息论联系起来,表明温度升高对应于由于环境相互作用增强而导致的波函数坍缩增加。本文得出的数学模型为实验验证奠定了基础,并通过统一的视角将热力学与量子力学联系起来。
坍缩绑定和坍缩分别由 Unruh (Eurocrypt '16) 提出,作为计算绑定和抗碰撞的后量子强化。这些概念在促进将经典安全证明“提升”到量子设置方面非常成功。然而,一个基本而自然的问题仍未得到解答:它们是足以实现这种提升的最弱概念吗?在本文中,我们通过给出一个经典的承诺和开放协议来肯定地回答这个问题,该协议是后量子安全的,当且仅当所使用的承诺方案(分别为哈希函数)是坍缩绑定(分别为坍缩)。我们还将坍缩绑定的定义推广到量子承诺方案,并证明当此承诺和开放协议中的发送者传达量子信息时,等价性仍然有效。因此,我们确定各种“弱”绑定概念(和绑定、CDMS 绑定和明确性)实际上等同于坍缩绑定,无论是后量子承诺还是量子承诺。最后,我们证明了一个“双赢”的结果,表明非坍缩绑定的后量子计算绑定承诺方案可用于构建模棱两可的承诺方案(反过来,该方案可用于构建一次性签名和其他有用的量子原语)。这强化了 Zhandry(Eurocrypt '19)的结果,表明同一对象产生量子闪电。
折叠绑定和折叠是由 Unruh (Eurocrypt '16) 提出的,分别作为计算绑定和抗碰撞的后量子强化。这些概念在促进将经典安全证明“提升”到量子设置方面非常成功。然而,一个基本而自然的问题仍未得到解答:它们是足以实现这种提升的最弱概念吗?在这项工作中,我们通过给出一个经典的承诺和开放协议来肯定地回答这个问题,该协议是后量子安全的,当且仅当所使用的承诺方案(分别为哈希函数)是折叠绑定(分别为折叠)。我们还将折叠绑定的定义推广到量子承诺方案,并证明当此承诺和开放协议中的发送者传达量子信息时,等价性仍然有效。因此,我们确定各种“弱”绑定概念(总和绑定、CDMS 绑定和明确性)实际上等同于折叠绑定,无论是后量子承诺还是量子承诺。最后,我们证明了一个“双赢”的结果,表明非崩溃绑定的后量子计算绑定承诺方案可用于构建模棱两可的承诺方案(反过来,该方案可用于构建一次性签名和其他有用的量子原语)。这强化了 Zhandry(Eurocrypt '19)的结果,表明同一对象产生量子闪电。
量子到经典的转变是推动量子系统向其物理配置的完全经典描述的过程,其现象学是大量研究的对象。事实上,这种转变是否归因于新的基础物理学是一个有争议的问题 [1]。特别是,一个复杂性和规模不断增长的量子系统的退相干是否可以归因于内在机制或仅仅是周围环境的不可避免的存在,这仍存在争议 [2,3]。由于环境退相干不能为测量问题提供令人满意的解决方案,从而也不能为量子到经典的转变问题提供令人满意的解决方案,因此坍缩模型体现了另一种理论框架 [4,5]。通过将波函数坍缩提升为一种嵌入随机动力学的普适物理机制,坍缩模型以现象学的方式解释了量子到经典的转变,从而体现了量子力学的宏观现实修改的一个实例。这种修改是通过随机薛定谔方程和引入新的基本参数实现的。当用于评估微观系统的动力学时,坍缩模型的框架恢复了标准量子力学。对于更大的系统,相干性会迅速被抑制,以防止宏观可区分状态的大规模空间叠加。连续自发局部化 (CSL) 是研究最深入的坍缩模型之一 [6, 7]。它通过将额外的耗散项进入量子系统的主方程来描述位置基中相干性的丧失。这意味着,受坍缩机制影响的开放量子系统应该经历额外的耗散,而这种耗散不能归因于任何其他环境噪声源。测试这个模型是目前探索量子力学有效性极限的重要课题 [ 8 ]。然而,目前在量子力学中使用的大多数系统都预测了坍缩效应,
量子力学波函数的自发坍缩模型 [1–4] 具有吸引力,因为它们不明确涉及人类知识;与量子力学的多世界方法 [5–7] 一样,这些模型“具体化”了量子波函数,即将其视为物理实体,但与多世界方法不同,它们不会产生将宇宙无限划分为更多不相互作用的子宇宙的哲学难题。 Diosi [8–10] 和 Penrose [11,12] 认为,没有坍缩,我们对时空曲率本身的理解就会崩溃。然而,自发坍缩是一个非幺正过程,这意味着它不能用任何仅引用现有幺正量子理论的模型来描述。那么问题仍然是,是否可以找到与实验相符的标准量子理论非幺正变换的自洽模型。关于自发坍缩的各种提议(例如,除上述提议外,还有参考文献 [13–18])给出了自发坍缩如何运作的框架,但都涉及了内在随机性,这种随机性可能被视为某些我们未知的底层物理现实的结果,也可能是某些已知物理实体(如重力)的结果,但这些实体在书本上没有得到处理,没有任何明确的机制。相比之下,在之前的一篇文章 [19] 中,我提出了一个模型,将量子力学的随机性完全视为已知物理实体不均匀性导致的涨落的结果。这将自发坍缩带入了物理定律的领域,而不是推测,并允许对该理论进行物理测试。特别是,参考文献 [19] 的模型提出了一种物理机制,通过该机制,费米子的局部本征态会自发坍缩到其两个允许状态之一。该模型具有以下特点:
摘要:本文考虑了当物质满足状态方程 P = 0 或 P = − αρ 时(其中 0 < α < 1)时广义 Vaidya 时空的引力坍缩。我们证明,当第 I 类物质场为尘埃时,表观视界将永远不会出现,但现在存在一族指向未来的零径向测地线,其终止于过去的中心奇点。我们还证明,在负压的情况下,引力坍缩的结果可能是裸奇点,表观视界出现并在很短的时间内再次消失。在负压的情况下,我们证明引力坍缩的结果可能是永恒的裸奇点。关键词:引力坍缩;Vaidya 时空;黑洞;裸奇点。 PACS 编号:04.70.—s、04.70.Bw、97.60.Lf
定义 1.1.4(完全射影测量)设 B := {| u 0 ⟩ , | u 1 ⟩} 为 C 2 的一个正交基。B 中的测量对状态 | v ⟩ 中的量子比特的影响是 | u 0 ⟩ 或 | u 1 ⟩ 的结果,概率为 |⟨ ub | v ⟩| 2 (对于 b = 0 , 1 )。然后量子比特留在状态 | ub ⟩ 。换句话说,状态坍缩为 | ub ⟩ 。