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क्वांटम मापन के लिए क्वांटम संदर्भ फ्रेम स्विच करना

दिनांक:

जियान्हाओ एम। यांग

क्वालकॉम, सैन डिएगो, सीए 92121, यूएसए

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सार

एक संदर्भ फ्रेम के सापेक्ष भौतिक अवलोकन किया जाता है। क्वांटम यांत्रिकी की सार्वभौमिक वैधता को देखते हुए एक संदर्भ फ्रेम अनिवार्य रूप से एक क्वांटम प्रणाली है। इस प्रकार, क्वांटम प्रणाली को क्वांटम संदर्भ फ्रेम (क्यूआरएफ) के सापेक्ष वर्णित किया जाना चाहिए। क्यूआरएफ पर आगे की आवश्यकताओं में केवल रिलेशनल वेधशालाओं का उपयोग करना और बाहरी संदर्भ फ्रेम के अस्तित्व को नहीं मानना ​​शामिल है। इन आवश्यकताओं को पूरा करने के लिए, साहित्य में दो दृष्टिकोण प्रस्तावित हैं। पहला एक परिचालन दृष्टिकोण है (F. Giacomini, et al, Nat. Comm. 10:494, 2019) जो QRFs के बीच परिवर्तन के परिमाणीकरण पर केंद्रित है। दूसरा दृष्टिकोण पहले सिद्धांतों से क्यूआरएफ के बीच क्वांटम परिवर्तन को प्राप्त करने का प्रयास करता है। इस तरह का पहला सिद्धांत दृष्टिकोण भौतिक प्रणालियों का वर्णन समरूपता से प्रेरित विवश हैमिल्टनियन प्रणालियों के रूप में करता है। अतिरेक को हटाने से पहले ऐसी प्रणालियों के डायराक परिमाणीकरण की व्याख्या परिप्रेक्ष्य-तटस्थ विवरण के रूप में की जाती है। फिर, एक क्यूआरएफ के परिप्रेक्ष्य से विवरण प्राप्त करने के लिए एक व्यवस्थित अतिरेक में कमी की प्रक्रिया शुरू की जाती है। पहला सिद्धांत दृष्टिकोण परिचालन दृष्टिकोण से कुछ परिणामों को पुनर्प्राप्त करता है, लेकिन अभी तक क्वांटम सिद्धांत का एक महत्वपूर्ण हिस्सा - माप सिद्धांत शामिल नहीं है। इस पत्र का उद्देश्य अंतर को पाटना है। हम दिखाते हैं कि वॉन न्यूमैन क्वांटम माप सिद्धांत को परिप्रेक्ष्य-तटस्थ ढांचे में एम्बेड किया जा सकता है। यह हमें परिचालन दृष्टिकोण में पाए गए परिणामों को सफलतापूर्वक पुनर्प्राप्त करने की अनुमति देता है, इस लाभ के साथ कि रूपांतरण ऑपरेटर को पहले सिद्धांत से प्राप्त किया जा सकता है। इसके अलावा, यहां प्रस्तुत फॉर्मूलेशन कई रोचक वैचारिक अंतर्दृष्टि प्रकट करता है। उदाहरण के लिए, मापन में प्रक्षेपण संचालन को अतिरेक में कमी के बाद निष्पादित करने की आवश्यकता होती है, और क्यूआरएफ स्विच करते समय प्रक्षेपण ऑपरेटर को तदनुसार रूपांतरित किया जाना चाहिए। ये परिणाम यह समझने में एक कदम आगे का प्रतिनिधित्व करते हैं कि क्वांटम माप कैसे तैयार किया जाना चाहिए जब संदर्भ फ्रेम भी एक क्वांटम प्रणाली है।

क्वांटम संदर्भ फ्रेम (क्यूआरएफ) के साथ क्वांटम माप की जांच में पेपर एक कदम आगे है। QRF स्विच करते समय क्वांटम यांत्रिकी के निर्माण के लिए हाल ही में प्रकाशित प्रथम-सिद्धांत दृष्टिकोण का उपयोग करते हुए, पेपर क्वांटम माप के निम्नलिखित मुद्दे को संबोधित करता है: विभिन्न QRF के दृष्टिकोण से समान माप प्रक्रिया का वर्णन कैसे किया जाना चाहिए? विवरण एक दूसरे से कैसे संबंधित हैं? प्रथम-सिद्धांत दृष्टिकोण के संदर्भ में, उत्तर यह है: माप प्रक्रिया के एकात्मक विकास को परिप्रेक्ष्य-तटस्थ ढांचे में एम्बेड किया जा सकता है, लेकिन माप प्रक्षेपण परिप्रेक्ष्य है, और इस प्रकार क्यूआरएफ निर्दिष्ट होने के बाद लागू किया जाएगा।

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► संदर्भ

[1] अहरोनोव, वाई. और सस्किंड, एल. चार्ज सुपरसलेक्शन रूल। भौतिक। रेव. 155, 1428 (1967)।
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRev.155.1428

[2] अहरोनोव, वाई। और सस्किंड, एल। ऑब्जर्वेबिलिटी ऑफ द साइन चेंज ऑफ स्पिनर्स अंडर $2pi$ रोटेशन। भौतिक। रेव. 158, 1237 (1967)।
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRev.158.1237

[3] अहरोनोव, वाई। और कॉफ़र, टी। क्वांटम संदर्भ के फ्रेम। भौतिक। रेव। डी। 30.2,368 (1984)।
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevD.30.368

[4] पामर, एमसी, गिरेली, एफ। और बार्टलेट, एसडी बदलते क्वांटम संदर्भ फ्रेम। भौतिक। रेव। ए। 89.5, 052121 (2014)।
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevA.89.052121

[5] बार्टलेट, एसडी, रूडोल्फ, टी।, स्पेकेंस, आरडब्ल्यू और टर्नर, पीएस डिग्रेडेशन ऑफ ए क्वांटम रेफरेंस फ्रेम। एन जे भौतिक। 8.4, 58 (2006)।
https:/​/​doi.org/​10.1088/​1367-2630/​8/​4/​058

[6] पॉलिन, डी। और यार्ड, जे। डायनेमिक्स ऑफ़ ए क्वांटम रेफरेंस फ्रेम। एन जे भौतिक। 9.5, 156 (2007)।
https:/​/​doi.org/​10.1088/​1367-2630/​9/​5/​156

[7] रोवेली, सी। क्वांटम संदर्भ प्रणाली। कक्षा। क्वांटम ग्रेविटी 8.2, 317 (1991)।
https:/​/​doi.org/​10.1088/​0264-9381/​8/​2/​012

[8] पौलिन, डी। खिलौना मॉडल क्वांटम सिद्धांत के एक संबंधपरक सूत्रीकरण के लिए। इंट। जे थोर। भौतिक। 45.7, 1189–1215 (2006)।
https:/​/​doi.org/​10.1007/​s10773-006-9052-0

[9] गिरेली, एफ। और पौलिन, डी। क्वांटम संदर्भ फ्रेम और विकृत समरूपता। भौतिक। रेव। डी 77.10, 104012 (2008)।
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevD.77.104012

[10] लोवरिज, एल., मियाडेरा, टी. और बुश, पी. समरूपता, संदर्भ फ्रेम, और क्वांटम यांत्रिकी में संबंधपरक मात्रा। मिला। भौतिक। 48, 135–198 (2018)।
https:/​/​doi.org/​10.1007/​s10701-018-0138-3

[11] जे. पीनार, ए रिलेशनल अप्रोच टू क्वांटम रेफरेंस फ्रेम्स फॉर स्पिन्स। arXiv पर arXiv प्रीप्रिंट: 1601.07320 (2016)।
arXiv: 1601.07320

[12] एंजेलो, आरएम, ब्रूनर, एन।, पोपेस्कु, एस।, शॉर्ट, ए। और स्कर्ज़ीप्ज़ीक, पी। भौतिकी एक क्वांटम संदर्भ फ्रेम के भीतर। जे भौतिक। ए 44.14, 145304 (2011)।
https:/​/​doi.org/​10.1088/​1751-8113/​44/​14/​145304

[13] एंजेलो, आरएम और रिबेरो, एडी कीनेमेटीक्स और संदर्भ के गैर-जड़त्वीय क्वांटम फ्रेम में गतिशीलता। जे भौतिक। ए 45.46, 465306 (2012)।
https:/​/​doi.org/​10.1088/​1751-8113/​45/​46/​465306

[14] बार्टलेट, एसडी, रूडोल्फ, टी।, और स्पेकेंस, आरडब्ल्यू संदर्भ फ्रेम, सुपरसलेक्शन नियम और क्वांटम जानकारी। रेव मॉड। भौतिक। 79, 555 (2007)।
https: / / doi.org/ 10.1103 / RevModPhys.79.555

[15] गौर, जी., और स्पेकेंस, आरडब्ल्यू द रिसोर्स थ्योरी ऑफ़ क्वांटम रेफरेंस फ्रेम्स: मेनिपुलेशन्स एंड मोनोटोन्स। एन जे भौतिक। 10.3, 033023 (2008)।
https:/​/​doi.org/​10.1088/​1367-2630/​10/​3/​033023

[16] बार्टलेट, एसडी, रूडोल्फ, टी।, स्पेकेंस, आरडब्ल्यू, और टर्नर, पीएस क्वांटम संचार एक सीमित आकार के क्वांटम संदर्भ फ्रेम का उपयोग करते हुए। एन जे भौतिक। 11, 063013 (2009)।
https:/​/​doi.org/​10.1088/​1367-2630/​11/​6/​063013

[17] रोवेल्ली, सी.: रिलेशनल क्वांटम मैकेनिक्स, इंट. जे थोर। भौतिकी।, 35, 1637-1678 (1996)।
https: / / doi.org/ 10.1007 / BF02302261

[18] स्मरलैक एम., और रोवेल्ली, सी.: रिलेशनल ईपीआर, फाउंड। भौतिकी।, 37, 427-445 (2007)।
https:/​/​doi.org/​10.1007/​s10701-007-9105-0

[19] ट्रांससिनेली, एम.: रिलेशनल क्वांटम मैकेनिक्स एंड प्रोबेबिलिटी, फाउंड। भौतिकी।, 48, 1092-1111 (2018)।
https:/​/​doi.org/​10.1007/​s10701-018-0207-7

[20] रोवेली, सी.: "अंतरिक्ष नीला है और पक्षी इसके माध्यम से उड़ते हैं", फिल। ट्रांस। आर सोसा। ए 376.
https: / / doi.org/ 10.1098 / rsta.2017.0312

[21] यांग, जेएम: क्वांटम यांत्रिकी, विज्ञान का एक संबंधपरक सूत्रीकरण। प्रतिनिधि 8:13305 (2018), अर्क्सिव:1706.01317।
https:/​/​doi.org/​10.1038/​s41598-018-31481-8
arXiv: 1706.01317

[22] यांग, जेएम: क्वांटम मापन का संबंधपरक सूत्रीकरण, इंट। जे थोर। भौतिक। 58 (3), 757-785 (2019), आर्क्सिव: 1803.04843।
https:/​/​doi.org/​10.1007/​s10773-018-3973-2
arXiv: 1803.04843

[23] पीए हॉन, सूचना अधिग्रहण पर नियमों से क्वांटम सिद्धांत के पुनर्निर्माण के लिए टूलबॉक्स, क्वांटम 1, 38 (2017)।
https:/​/​doi.org/​10.22331/​q-2017-12-14-38

[24] पीए हॉन, प्रश्नों से क्वांटम सिद्धांत, भौतिकी। Rev. A 95, 012102 (2017), arXiv:1511.01130v7.
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevA.95.012102
arXiv: 1511.01130v7

[25] एफ। जियाकोमिनी, ई। कास्त्रो-रुइज़, सी। ब्रुकनर, क्वांटम मैकेनिक्स और क्वांटम रेफरेंस फ्रेम, नेट में भौतिक कानूनों का सहप्रसरण। कॉम। 10:494 (2019)।
https:/​/​doi.org/​10.1038/​s41467-018-08155-0

[26] ए. वानरिएटवेल्डे, पी. हॉन, एफ. जियाकोमिनी, और ई. कास्त्रो-रुइज़, ए चेंज ऑफ़ पर्सपेक्टिव: स्विचिंग क्वांटम रेफरेंस फ्रेम्स वाया ए पर्सपेक्टिव-न्यूट्रल फ्रेमवर्क, क्वांटम 4:225 (2020), arXiv:1809.00556।
https:/​/​doi.org/​10.22331/​q-2020-01-27-225
arXiv: 1809.00556

[27] पीए डिराक, क्वांटम यांत्रिकी पर व्याख्यान। येशिवा यूनिवर्सिटी प्रेस, 1964।

[28] एम। हेन्नेको और सी। टीइटेल्बिम, क्वांटिज़ेशन ऑफ़ गेज सिस्टम्स। प्रिंसटन यूनिवर्सिटी प्रेस, 1992।

[29] सी। रोवली, क्वांटम ग्रेविटी। कैम्ब्रिज यूनिवर्सिटी प्रेस, 2004।

[30] टी। थिएमैन, आधुनिक कैननिकल क्वांटम जनरल रिलेटिविटी। कैम्ब्रिज यूनिवर्सिटी प्रेस, 2007।

[31] ए. वानरिएटवेल्डे, पी. होहेन, और एफ. गियाकोमिनी, एन-बॉडी प्रॉब्लम में स्विचिंग क्वांटम रेफरेंस फ्रेम्स और ग्लोबल रिलेशनल पर्सपेक्टिव्स की अनुपस्थिति, arXiv:1809.05093।
arXiv: 1809.05093

[32] वॉन न्यूमैन, जे .: क्वांटम यांत्रिकी की गणितीय नींव, चैप। छठी। प्रिंसटन यूनिवर्सिटी प्रेस, प्रिंसटन रॉबर्ट टी. बेयर द्वारा अनुवादित (1932/1955)।

[33] विग्नर, ईएच: रिमार्क्स ऑन द माइंड-बॉडी क्वेश्चन, इन सिमेट्रीज़ एंड रिफ्लेक्शंस, पीपी 171-184 (इंडियाना यूनिवर्सिटी, 1967)।

[34] ई. विग्नेर, द साइंटिस्ट स्पेक्यूलेट्स, आई. गुड द्वारा संपादित, पीपी. 284–302 (1961)।

[35] एफ। जियाकोमिनी, ई। कास्त्रो-रुइज़, सी। ब्रुकनर, रिलेटिविस्टिक क्वांटम रेफरेंस फ्रेम्स: द ऑपरेशनल मीनिंग ऑफ स्पिन, फिज। रेव लेट। 123, 090404 (2019)।
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.123.090404

[36] नीलसन, एमए, और चुआंग, आईएल: क्वांटम संगणना और क्वांटम जानकारी। पृष्ठ 94-95, कैम्ब्रिज यूनिवर्सिटी प्रेस, कैम्ब्रिज (2000)।

[37] ईपी विग्नर, डाई मेसुन क्वांटेंमेकेनिशर ऑपरेटरन, जेड फिज। 133, 101 (1952)।

[38] एच। अरकी और एम। यानासे, क्वांटम मैकेनिकल ऑपरेटरों का मापन, भौतिकी। रेव. 120 (1960), 622.
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRev.120.622

[39] एम. अहमदी1, डी. जेनिंग्स और टी. रूडोल्फ, द विग्नेर-अराकी-यानासे प्रमेय और विषमता का क्वांटम संसाधन सिद्धांत, न्यू जे. ऑफ फिज. 15 (2013) 013057।
https:/​/​doi.org/​10.1088/​1367-2630/​15/​1/​013057

[40] एम. प्रोइटी, एट अल।, क्वांटम दुनिया में पर्यवेक्षक-स्वतंत्रता की प्रायोगिक अस्वीकृति, विज्ञान। एड।, वॉल्यूम। 5, नंबर 9 (2019), arXiv:1902.05080 (2019)।
https: / / doi.org/ 10.1126 / sciadv.aaw9832
arXiv: 1902.05080

[41] आइंस्टीन, ए., पोडॉल्स्की, बी., और रोसेन, एन.: कैन क्वांटम-मैकेनिकल डिस्क्रिप्शन ऑफ़ फिजिकल रियलिटी बी कंसिडर्ड कंप्लीट? भौतिक। रेव. 47, 777-780 (1935).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRev.47.777

[42] डी. फ्राउचिगर, आर. रेनर, क्वांटम थ्योरी कैन नॉट कंसिस्टेंटली डिस्क्रिप्शन द यूज ऑफ इटसेल्फ, नेचर कॉम। 3711, 9 (2018)।
https:/​/​doi.org/​10.1038/​s41467-018-05739-8

[43] यांग, जेएम: क्वांटम मापन के अनुरूप विवरण, मिला। भौतिक। 49 (11): 1306-1324 (2019), आर्क्सिव: 1812.00985।
https:/​/​doi.org/​10.1007/​s10701-019-00305-8
arXiv: 1812.00985

[44] ब्रुकनर, सी.: पर्यवेक्षक-स्वतंत्र तथ्यों के लिए नो-गो प्रमेय, एंट्रॉपी 20, 350, (2018)।
https: / / doi.org/ 10.3390 / e20050350

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स्रोत: https://quantum-journal.org/papers/q-2020-06-18-283/

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