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一般化された確率論における因果構造の分析

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ミルジャム・ヴァイレンマン1,2 & ロジャー・コルベック2

1量子光学および量子情報研究所(IQOQI)ウィーン、オーストリア科学アカデミー、ボルツマンガッセ3、1090ウィーン、AT
2ヨーク大学ヘスリントン、ニューヨーク、YO10 5DD、英国数学部

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抽象

因果構造は、観測された相関の起源を理解する方法を提供します。 これらは古典的なシナリオのために開発されましたが、量子力学的実験ではそれらの一般化が必要です。 ここでは、特殊なケースとして量子理論と古典理論の両方を含む幅広い理論の因果構造を研究します。 いわゆる測定エントロピーに基づいて、このような理論の違いを分析する方法を提案します。 この方法をいくつかの因果構造に適用し、これらの因果構造内で古典理論、量子理論、およびより一般的な理論を分離する新しい関係を導き出します。 最も一般的な理論について導出した制約は、ある意味では、これらのシナリオの因果説明の最小限の要件です。 さらに、量子因果構造のエントロピー解析に洞察を与えるいくつかの技術的な貢献をします。 特に、因果構造および一般化された確率論について、達成可能なエントロピーベクトルのセットが凸円錐を形成することを証明します。

量子論には、それ以前の古典理論とは一線を画す奇妙な特徴がたくさんあります。 おそらく最も印象的なのは、「遠くでの不気味な行動」です。ある粒子の量子測定により、超光速の信号を許可しなくても、相対論の精神に反するように見える別の粒子の状態が更新されます。 1960年代、ベルは因果モデルで量子相関を記述するには局所性の概念を削除するか、因果関係の通常の定義を変更する必要があることを示すことで、より正確にこれを特定しました。

この研究では、古典理論と量子理論を特殊なケースとして含む幅広いクラスの理論(一般化確率論)内の因果関係の変更された概念だけでなく、相関が量子力学の理論よりも「不気味」である理論についても検討します。 そのような理論内で因果制約を導出する方法を示し、さまざまな因果構造に私たちの手法を適用します。 最も一般的なポスト量子論で因果関係を研究することにより、相関関係の因果関係の説明を保持する必要がある制約を導き出し、因果関係自体の最小要件として理解できます。 さらに、一般的な制約を量子論の制約と比較することにより、量子力学の特別な点を調査する方法が提供されます。

►BibTeXデータ

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によって引用

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ソース:https://quantum-journal.org/papers/q-2020-02-27-236/

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