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ウィグナーの友人シナリオの時代を超越した定式化からの一般化された確率ルール

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ヴェロニカ・バウマン1,2,3、フラビオデルサント1,2, アレクサンダーRHスミス4、フラミニアジャコミニ1,2,5、Esteban Castro-Ruiz1,2,6、およびCaslav Brukner1,2

1オーストリア科学アカデミーの量子光学および量子情報研究所(IQOQI-ウィーン)、Boltzmanngasse 3、A-1090、ウィーン、オーストリア
2ウィーン大学物理学部、ボルツマンガッセ5、A-1090ウィーン、オーストリア
3情報学部、UniversitàdellaSvizzera italiana、Via G. Buffi 13、CH-6900 Lugano、スイス
4米国ニューハンプシャー州ハノーバー、ダートマス大学物理学部
5N31L 2Y2、オンタリオ州ウォータールー、5 Caroline St.N、XNUMX理論物理学研究所、カナダ
6QuIC、Ecole polytechnique de Bruxelles、CP 165、Universitélibre de Bruxelles、1050ブリュッセル、ベルギー

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抽象

量子測定の問題は、量子力学によって規定されたXNUMXつの代替ダイナミクス間の緊張と見なすことができます。波動関数の単一進化と、測定が行われた瞬間の状態更新ルール(または「崩壊」)です。 悪名高いウィグナーの友人である思考実験は、異なるオブザーバー(一方が他方によって観察される)が同じ相互作用を異なる方法で説明するという逆説的なシナリオを構成します。 これにより、ウィグナーと彼の友人は、同じ後続の測定の結果に異なる確率を割り当てる可能性があります。 この論文では、Wignerの友人のようなシナリオの時代を超越した記述として、Page-Woottersメカニズム(PWM)を適用します。 PWM内でXNUMX回の条件付き確率を割り当てるための標準ルールは、ウィグナーの友人である思考実験に対処するために変更する必要があることを示しています。 XNUMX回の条件付き確率を割り当てるために、このような変更されたルールのXNUMXつの主要な定義を特定します。これらはすべて、非ウィグナーの友人シナリオの標準的な量子論に還元されます。 ただし、Wignerのフレンド設定に適用すると、各ルールは異なる条件付き確率を割り当て、確率割り当てのパラドックスを異なる方法で解決する可能性があります。 さらに、XNUMXつのルールは、ウィグナーと彼の友人の測定結果の同時確率分布が明確に定義されている場合に厳格な制限を課します。これにより、ウィグナーの測定が友人の記憶を妨げず、そのような確率が操作上の意味を持つ場合が特定されます。収集可能な統計の条件。 興味深いことに、同じ制限により、前述の測定結果が一貫性のある履歴フレームワークの一貫性条件を満たすことが保証されます。

測定問題は、量子論の常識的な解釈を悩ませています。 これは、量子系の進化を説明するXNUMXつの異なるダイナミクス間の緊張から生じます。最初の(単一進化)は古典物理学の決定論的進化に似ていますが、XNUMX番目の(「崩壊」)は測定が行われるたびに適用され、不連続です、確率的プロセス。 これらのXNUMXつのダイナミクスのどちらをいつ適用するかはあいまいですが、物理学者は日常業務でどちらの説明を使用するかをよく知っています。 しかし、今日、量子力学には適用限界があるという強力な証拠がないため、原則として、亜原子粒子から椅子、人体から惑星など、あらゆる規模で適用可能であると考えることができます。彼女の実験を行っている物理学者は量子システムと見なすことができるため、実験室の外にいる別の物理学者が観察します。 このシナリオはウィグナーの友人実験と呼ばれ、ラボ内の物理学者(友人)と外部から測定する物理学者(ウィグナー)の両方が同じ量子力学の教科書を使用して、特定の測定の確率について異なる結論に到達することを示しています、どちらもXNUMXつの異なるダイナミクスのいずれかを適用するためです。

私たちの研究では、ウィグナーの友人シナリオにおける測定問題の概念的な問題を明確にする方法は、記述から時間(古典的な意味で、つまり常に増加するパラメーター)を排除することであると主張しました。 このようにして、ウィグナーとその友人は、物理的状況全体の単一の時代を超越した状態に常に同意するため、どのダイナミクスのあいまいさを取り除くかを示しました。 ただし、常に同意している場合でも、異なるルールを使用して測定結果の確率を予測できます。 一部の確率ルールはユニタリーダイナミクスによって提供される確率を提供し、他のルールは「崩壊」ダイナミクスによって提供される確率と等しい確率をもたらすことを示しました。 これは、ウィグナーと彼の友人が使用するルールに応じて、ユニタリーダイナミクスの確率または崩壊ダイナミクスの確率のいずれかに同意することを意味します。 したがって、私たちのフレームワークでは、XNUMXつのダイナミクス間のあいまいさは確率割り当てルールの選択に押し戻されますが、ウィグナーと友人がルールに同意すると(理想的にはいくつかの物理的な議論または証拠に基づいて)、確率。

►BibTeXデータ

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上記の引用は SAO / NASA ADS (最後に正常に更新された2021-08-16 14:17:31)。 すべての出版社が適切で完全な引用データを提供するわけではないため、リストは不完全な場合があります。

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ソース:https://quantum-journal.org/papers/q-2021-08-16-524/

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