[论文解读] Informational interpretation of quantum mechanics

Raoul Nakhmanson|ArXiv.org|Apr 19, 2000

Neural Networks and Applications参考文献 4被引用 6

一句话总结

本文提出量子力学的信息解释，将量子系统视为处理、存储和传输信息的物理代理。通过将粒子和场建模为信息处理实体，该理论在局域实在论框架内解释了延迟选择和EPR型实验，表明信息是基本物理资源，提出了新颖的实验设计。

ABSTRACT

Ascribing to inanimate matter a possibility to receive, work on and transfer information allows us to explain quantum-mechanical phenomena including "delayed-choice"- and "Einstein-Podolsky-Rosen (EPR)"-type experiments adhering to the basis of local realism, and to suggest essentially new experiments with microparticles and atoms in which information plays the principal role.

研究动机与目标

• 为延迟选择和EPR型实验等量子现象提供局域实在论解释。
• 将量子力学重新诠释为信息处理理论，而非关于物理场或粒子的理论。
• 提出新实验设计，其中信息流而非粒子轨迹决定量子行为。
• 证明量子非局域性和依赖性可从局域信息理论原则中自然涌现。
• 建立以物理系统信息处理为基础的量子力学解释基础。

提出的方法

• 将量子系统（如光子、原子）建模为能够接收、处理和传输信息的物理代理。
• 将经典信息论原则应用于量子系统，将测量结果视为信息更新。
• 利用信息流中的因果结构概念，解释EPR和延迟选择实验中看似非局域的现象。
• 构建思想实验，其中测量选择的时间由信息论约束决定，而非反因果性。
• 将量子态坍缩重新解释为存储和处理数据的系统中的经典信息更新过程。
• 推导出新实验的预测，其中信息操控（如擦除或存储）控制量子行为。

实验结果

研究问题

• RQ1 能否在信息论框架下解释延迟选择量子实验，而无需引入非局域性或反因果性？
• RQ2 通过信息处理的视角，EPR型纠缠如何能与局域实在论相协调？
• RQ3 何种物理机制使量子系统能够作为信息处理代理？
• RQ4 可以设计哪些新颖实验，使信息流而非粒子路径决定结果？
• RQ5 量子力学中的测量过程能否被完全描述为物理系统中信息的更新？

主要发现

• 本文表明，延迟选择实验可被理解为无需反因果影响的信息论过程。
• EPR型关联通过局域信息交换得到解释，既保持局域性，又解释了强关联。
• 量子系统被重新诠释为存储和处理信息的物理代理，测量对应于信息访问。
• 该框架预测，通过控制信息流（如擦除路径信息）可恢复干涉，与已知量子行为一致。
• 提出了新实验设置，其中仅通过信息操控即可决定量子结果，独立于传统动力学演化。
• 该模型通过将信息视为基本物理实体，为量子现象提供了自洽的局域实在论解释。