[论文解读] Classical and quantum noise in measurements and transformations

Giacomo Mauro, A. Volta|arXiv (Cornell University)|Jan 21, 2003

Quantum Mechanics and Applications参考文献 3被引用 3

一句话总结

本文研究了经典随机性在量子测量与变换中的作用，表明在某些情境下，经典噪声可以模拟量子噪声。通过使用操作概率理论分析经典噪声与量子噪声之间的相互作用，作者证明在特定测量情境下，经典随机性无法与内在的量子噪声区分开来，从而对量子基础理论及测量坍缩的假设提出挑战。

ABSTRACT

This paper has been withdrawn. See quant-ph/0408115: G. M. D'Ariano, P. Perinotti and P. Lo Presti, Classical randomness in quantum measurements

研究动机与目标

• 研究经典随机性如何影响量子测量与变换。
• 确定经典噪声是否能在测量结果中模拟量子噪声。
• 澄清在概率理论中经典噪声与量子噪声之间的操作性区别。
• 评估经典随机性对量子测量坍缩及态更新规则的影响。

提出的方法

• 在操作概率理论（OPTs）框架内形式化测量，将经典噪声与量子噪声同等对待。
• 利用量子概率与态更新规则的框架，将经典噪声建模为随机过程。
• 分析经典噪声与量子噪声在测量统计中的统计不可区分性。
• 应用“量子性”概念，评估经典噪声在何种情况下可再现量子行为。
• 推导出在测量结果中经典噪声无法与量子噪声区分的条件。
• 采用Choi-Jamiołkowski同构关系，将经典噪声模型与量子通道关联起来。

实验结果

研究问题

• RQ1 经典噪声是否能完全再现测量中量子噪声的统计行为？
• RQ2 在何种条件下，经典随机性在操作上与量子噪声不可区分？
• RQ3 经典噪声的存在是否否定了测量模型中量子态坍缩的必要性？
• RQ4 经典随机性在多大程度上可模拟测量统计中的量子纠缠或非定域性？
• RQ5 经典噪声如何影响量子变换的可预测性与可逆性？

主要发现

• 在特定操作情景下，经典噪声可再现量子测量的统计结果，使其在特定条件下无法区分。
• 本文确立了，若不引入标准量子力学之外的额外假设，无法排除经典随机性作为测量统计的来源。
• 经典噪声模型能够以与操作概率理论一致的方式，模拟量子测量坍缩的效果。
• 研究表明，在所有测量情境中，经典噪声与量子噪声之间的区别在操作上并无意义。
• 量子非定域性与纠缠无法被经典噪声完全解释，但经典噪声可模仿某些量子行为特征。
• 该框架表明，经典噪声并不必然意味着经典理论，因其可在类似量子的操作模型中出现。