1。简介量子信息理论(QIT)是经典信息理论的量子扩展。它已经确定了用于量子计算,量子通信,量子计量学等的新的强大信息资源。尽管量子信息技术的适用性具有广泛的领域,但我们对QIT的理解远远落后于完全开发的自然量子理论,即量子领域理论(QFT)。QFT已证明其有效性和价值在从粒子 - 核物理学到原子,光学和冷凝物理学的全部物理科学中,从夸克和核子到黑洞以及早期宇宙。到目前为止,量子信息理论在非相关量子力学的背景下已大大发展,这是完整QFT的一个小角落。当需要考虑到诸如区域,因果关系和时空协方差之类的基本相对论效应时,这表面上是不足的。认识到这些相对论效应的重要性,并试图理解它们在相对论量子信息(RQI)出现的量子信息中所起的基本作用[2]。
用于安全密钥生成的量子协议的设计面临许多挑战:一方面,它们需要在实验实现方面实用。另一方面,它们的理论描述必须足够简单,以便能够针对所有可能的攻击进行安全性证明。通常,这两个要求是相互冲突的,而差分相移 (DPS) QKD 协议就是一个很好的例子:它被设计为可通过当前的光通信技术实现,而对于该协议,代价是许多标准安全性证明技术不适用于它。在这项工作中,我们首次给出了 DPS QKD 针对一般攻击(包括有限尺寸效应)的完整安全性证明。该证明结合了量子信息论、量子光学和相对论技术。我们首先给出一个 QKD 协议的安全性证明,其安全性源于相对论约束。然后我们表明 DPS QKD 可以被表述为相对论协议的一个实例。此外,我们表明,对 DPS 协议的一致攻击实际上比集体攻击更强。
我们使用最普遍的因果和稳定的粘性能量动量张量(在时空导数中以一阶形式定义)研究了空间平坦的弗里德曼-勒梅特-罗伯逊-沃克宇宙学中粘性流体的非平衡动力学。在这个新框架中,具有平衡能量密度 ρ 的无压粘性流体可以演化为渐近未来解,其中哈勃参数在 ρ → 0 时趋近于常数,即使在没有宇宙常数(即 Λ = 0)的情况下也是如此。因此,虽然该模型中的粘性效应推动了宇宙的加速膨胀,但平衡能量密度本身却消失了,只留下加速度。这种行为是相对论流体动力学一阶理论中因果关系的结果,与爱因斯坦方程完全一致。
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。
空间,包括10+1维的超弦。我们引入了超对称变换和超多重态的一些新表示。基于这些表示,分级李代数和各种公式(方程、对易关系、传播子、雅可比恒等式等)玻色子和费米子的数学特性可以统一。一方面,提出了粒子的数学特性:玻色子对应于实数,费米子对应于虚数,虚数只包含在费米子的方程、形式和矩阵中。这样的偶数(或奇数)费米子形成玻色子(或费米子),这正好符合虚数和实数之间的关系。它与相对论有关。另一方面,超对称的统一形式也与非线性方程统一的量子统计有关,并且可能违反泡利不相容原理(Chang,2014)。
空间,包括10+1维的超弦。我们引入了超对称变换和超多重态的一些新表示。基于这些表示,分级李代数和各种公式(方程、对易关系、传播子、雅可比恒等式等)玻色子和费米子的数学特性可以统一。一方面,提出了粒子的数学特性:玻色子对应于实数,费米子对应于虚数,虚数只包含在费米子的方程、形式和矩阵中。这样的偶数(或奇数)费米子形成玻色子(或费米子),这正好符合虚数和实数之间的关系。它与相对论有关。另一方面,超对称的统一形式也与非线性方程统一的量子统计有关,并且可能违反泡利不相容原理(Chang,2014)。
多体系统(微观和宏观)中的统计涨落对物理学有着非常重要的作用,因为它们编码了关于可能的相变、耗散和聚集现象的关键信息[1-6]。涨落的一个尚未开发的新特征是,在量子效应变得重要的情况下,小系统的涨落会增加。我们在最近的两篇论文[7、8]中定量分析了这种影响,在这些论文中,我们讨论了玻色子和费米子热气体中能量密度的涨落。我们的结果表明,在描述重离子碰撞时,相对论流体动力学中使用的流体元素概念存在局限性。当子系统的尺寸降至约0.5 fm以下时,能量密度涨落(对于温度和粒子质量的典型值)变得如此之大,以至于它们与它们的平均值相当。在这种情况下,具有明确能量密度的流体单元的物理图像变得不合理。我们
过去二十年,科学界不断努力寻求更好的量子资源协方差框架,重点主要放在量子纠缠上。在这项工作中,我们通过分析洛伦兹增强下真正的多体纠缠和量子相干性的行为,将讨论向前推进了一步。具体来说,我们对叠加多体纯态中产生的电子-正电子对问题进行了案例研究。我们的方法与标准处理的不同之处还在于,我们考虑了四动量的所有成分,从而允许检查在这些自由度之间也可以编码纠缠的场景。我们的分析揭示了这个问题中有趣的微妙之处,比如实验室框架中的真正 4 体纠缠在洛伦兹增强框架的视角下转变为真正的 8 体纠缠加上量子相干性。此外,这些量子资源的给定组合被证明会形成洛伦兹不变量。尽管我们的研究结果无法通过第一原理确定信息论洛伦兹不变量,但它们为沿着这条路线进行根本性突破铺平了道路。
相对论重离子碰撞中的集体流 1. 简介 2. 纵向、径向和定向流 3. 集体流的傅里叶变换
