波束の収縮、つまり非ユニタリな時間発展が起こるのは観測の時に被観測系の状態だけを考えるからで測定系との合成系の時間発展を考えればいつでもユニタリ発展になっている、という意味で波束の収縮問題はこの問題が起こった当時のレベルは超えている
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2025年03月18日(火)2 tweets
JonathanHendricks@_JonHendricks_
ユニタリ性とは何ですか？量子力学を知らない自分に、可能な限り... - Yahoo!知恵袋 detail.chiebukuro.yahoo.co.jp/qa/question_de…
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2025年02月17日(月)1 tweet
量子情報は記憶者である主体の部分量子系を超えて、外部の多数の系との間の量子もつれに移動していきます。それは局所的な部分系から見れば「忘れる」に対応しますが、量子情報自体は決して失われず、多数の量子系を跨ぐ大局的な形で記憶されていくわけです。それは量子力学のユニタリ性と呼ばれます。
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2025年02月11日(火)3 tweets
このユニタリ性が破れる問題を情報喪失問題と呼びます。深刻な問題でこの４０年間多くの理論物理学者が頭を痛めてきました。しかし２年前にホーキングさん自身も思いついて宣伝した新しいシナリオが、ブラックホールのソフトヘア（産毛）の話です。
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そして輻射が出続けることでブラックホールの質量は失われ、最後には蒸発するというシナリオを出して注目されたのです。ここで問題となったのは、ブラックホールの中に放り込まれた物体の情報も一緒に完全消滅してしまう危険性でした。これは量子力学の基礎原理であるユニタリ性を破ることになります。
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ホーキングさんは、ブラックホール（BH）が蒸発する時に量子力学の基本的性質である確率保存則（ユニタリ性）が破れる可能性があるという問題提起をして、長い間物理学者を悩ませてきた。ユニタリ性が破れることは系の量子情報が失われたことを意味するので、これはBH情報喪失問題と呼ばれている。
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2025年02月09日(日)5 tweets
なお「物性等の低エネルギー物理でユニタリー性が必要」と書いたのは、高エネルギー領域の素粒子反応ではユニタリー性が壊れるという意味ではありません。素粒子標準理論もちゃんとユニタリー性を満たしています。ただ量子重力までいくと、ユニタリー性から考え直す必要もあるかと思います。
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「量子力学は確率に基づいた情報理論である」としっかり理解できれば、今更ユニタリー性について変なことを考える余地は無くなります。正しい現代的な理解を勉強されたい方は、下記教科書をお読みください。 note.com/quantumunivers…
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物性等の低エネルギー物理でユニタリー性が必要な理由は、波動関数や状態ベクトルの定義にあります。結局は、排反的に異なる事象の確率の全ての和は１であるという、確率論の公理レベルの話に過ぎません。
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現代的な量子力学における波動関数や状態ベクトルの操作論的定義をきちんと学んでいれば、低エネルギー領域の物性物理において原理的レベルでの非ユニタリな時間発展の可能性を考えてしまうことはないと思うのです。
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「別に波動関数の時間発展はユニタリじゃなくても良いんじゃないか... ユニタリ性は本質というより利便性の為なんじゃないかと思ってる」←これは典型的な前世紀の量子力学教育の間違っていた点が、後々まで物理学徒や研究者に影響を与えて、誤誘導する例だと感じました。
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2025年01月26日(日)2 tweets
ホーキングは１９７６年当初、自分がやった計算に基づいて、量子力学の基本的性質であるこのユニタリー性が破れている可能性を指摘したのでした。これがブラックホールの情報喪失問題なのです。
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BHの情報喪失問題は、この蒸発過程でのある理論的な思考実験に基づいて、ホーキング自身によって提起されました。それが１９７６年。いまからちょうど４０年前にあたります。量子力学の基本的性質である確率保存性（ユニタリー性）を、BH蒸発が破っている可能性を指摘したものでした。
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2025年01月25日(土)2 tweets
「「閉じた系」に対する観測＝ノンユニタリな時間発展」というのは、全く不思議な話ではありません。それは、観測者の意識の古典性から来ている性質です。
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「この宇宙は全体として閉じててユニタリに時間発展してるのに、その部分系では「閉じた系」に対する観測＝ノンユニタリな時間発展が起きてるってなんか変な感じする 矛盾は来さないのか？」この質問もよく物理学徒が悩むところです。それは単に波動関数やそのユニタリ発展の導入の仕方が悪いのです。
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2025年01月23日(木)3 tweets
.@hottaqu【量子テレポーテーションの深さを研究者が正しく楽しむ肝】 ③（続き）だから①のボブが過去の自分のスピンの状態を推定する視点では、ボブのユニタリ操作の前も純粋状態で、アリスのスピンとはもつれていなかった（相関が無い）と考えるのも合理的推定であることに気付くこと。
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.@hottaqu【量子テレポーテーションの深さを研究者が正しく楽しむ肝】 ①（続き）「テレポ終了後にボブが過去を振り返って自分のスピンの状態を推定する視点」ボブのユニタリ操作時刻は「早くても」アリスから光速で測定結果が届いた後。でもその時刻前にスピンは|Ψ〉の情報を持ってる。
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.@hottaqu【量子テレポーテーションの深さを研究者が正しく楽しむ肝】 ①（続き）「テレポ終了後にボブが過去を振り返って自分のスピンの状態を推定する視点」ところがボブがその終わる直前にしたのは|Ψ〉に依存しない局所ユニタリ操作だけ。測定とかしていない。
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2025年01月16日(木)1 tweet
１００年を待たずに肉体は滅びても、量子力学のユニタリー性からその量子情報は壊れないので、我々は少なくとも永遠の存在ではあるのだ。
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2025年01月09日(木)2 tweets
「コペンハーゲン解釈では、非ユニタリで非決定論的な波動関数の収縮が仮定されている」に近い表現がこれまであったけど、これは初学者にはミスリーディングな気がしてる。 コペンハーゲンでの波動関数の収縮は、測定行為や情報入手による知識の増加にしか過ぎない。
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量子的とは数学的にユニタリ性があるということで、古典的なコペンハーゲン解釈でいくと観測するまでは事象は波動関数の絶対値の二乗という物理的に確定していない情報分布に過ぎないから、まあプレイされる前のゲームは未確定の世界が重ね合わせ状態になってるという意味で量子的と言えるかもしれん
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2024年12月27日(金)1 tweet
時間性のうちで考えると、つまり粗視化された、エントロピー増大則に支配される世界のらうちで考えると、壊れた構造(秩序)は元には戻らない。けれど微視的に見ると、ユニタリ演算子は全単射なので量子情報は保存されている。世界の"記憶"のようなものは永遠に残り続ける。
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2024年12月26日(木)1 tweet
量子テレポーテーションで移動するのは、飽くまで本人です。人間をマクロな量子系として、その量子状態を転送するので、この量子状態の中の量子情報は、ユニタリー性から複製が禁止されています。ビット値で書かれる古典的な情報とは大きく異なる点です。
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2024年11月10日(日)1 tweet
純粋状態はその量子系が担える最大の量子情報を持っているとも言える。例えマクロ系でも、少なくとも有限次元系では、あらゆる純粋状態がユニタリ変換で結ばれている。個々のユニタリ変換には逆操作もあり、最大の量子情報量を担う全ての純粋状態を結びつけることが可能なので、量子情報は保存される。
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2024年11月09日(土)3 tweets
Ω-3・長光（オメガ-スリー・ナガミツ）@諸事情により低浮上@YUKIOX1
量子情報論はまだ、宇宙を論ずるほど発展はしていない が、宇宙を一つの量子コンピューターにみなす仮説は好きだ。 俺の精神と言う量子情報系は・・・ 物質ではなく情報で構成されている。「ユニタリ性」という量子論における最も根本的な原理の1つでは、情報の消失を認めていない。
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量子的とは数学的にユニタリ性があるということで、古典的なコペンハーゲン解釈でいくと観測するまでは事象は波動関数の絶対値の二乗という物理的に確定していない情報分布に過ぎないから、まあプレイされる前のゲームは未確定の世界が重ね合わせ状態になってるという意味で量子的と言えるかもしれん
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１００年を待たずに肉体は滅びても、量子力学のユニタリー性からその量子情報は壊れないので、我々は少なくとも永遠の存在ではあるのだ。
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2024年10月31日(木)2 tweets
「「閉じた系」に対する観測＝ノンユニタリな時間発展」というのは、全く不思議な話ではありません。それは、観測者の意識の古典性から来ている性質です。
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「この宇宙は全体として閉じててユニタリに時間発展してるのに、その部分系では「閉じた系」に対する観測＝ノンユニタリな時間発展が起きてるってなんか変な感じする 矛盾は来さないのか？」この質問もよく物理学徒が悩むところです。それは単に波動関数やそのユニタリ発展の導入の仕方が悪いのです。
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2024年10月25日(金)1 tweet
１００年を待たずに肉体は滅びても、量子力学のユニタリー性からその量子情報は壊れないので、我々は少なくとも永遠の存在ではあるのだ。
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2024年10月18日(金)4 tweets
だから、なぜ量子テレポーテーションみたいにな不思議なことが起きるのかいわれると、状態の重ね合わせ＋ユニタリ過程での量子情報の保存則＋量子もつれが生み出すランダム性が原因と答えることが可能だと思う。
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これらのことを踏まえると、量子テレポーテーションをうまくいかせる肝は、アリスの測定結果が完全にランダムで、|Ψ〉の情報を持たないようにすることだ。それが保証されれば、ユニタリ過程での量子情報の保存則から、最終的にボブが完全な|Ψ〉を得ることも納得できる。
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アリスとボブが行う量子テレポを外で待っているクリスを考えるとそれは分かる。アリスとボブはクリスにしてみたら、マクロな量子系。そして彼らが行う測定と古典通信は、クリスから見て、それぞれユニタリ過程に過ぎない。だからクリスにとっては、アリスの測定後でも量子情報は全て保存して見える。
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このランダム性と、「量子情報はユニタリ過程で失われず、全て保存する。」という基本を組み合わせると、ある意味量子テレポの舞台裏を見ることができるから。
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2024年10月17日(木)1 tweet
量子力学のユニタリ性が、量子情報の保存を保証している。ユニタリ性がか持たれる限り、世界のどこかに元の量子情報は壊されずに隠されている。
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2024年10月10日(木)2 tweets
「「閉じた系」に対する観測＝ノンユニタリな時間発展」というのは、全く不思議な話ではありません。それは、観測者の意識の古典性から来ている性質です。
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retweeted at 08:25:02
「この宇宙は全体として閉じててユニタリに時間発展してるのに、その部分系では「閉じた系」に対する観測＝ノンユニタリな時間発展が起きてるってなんか変な感じする 矛盾は来さないのか？」この質問もよく物理学徒が悩むところです。それは単に波動関数やそのユニタリ発展の導入の仕方が悪いのです。
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2024年10月01日(火)2 tweets
【量子コンピュータ】第3回「量子ビットのルールと1Qbitユニタリ変換」（８分） youtu.be/HZ90Uho44W4?si… @YouTubeから
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１００年を待たずに肉体は滅びても、量子力学のユニタリー性からその量子情報は壊れないので、我々は少なくとも永遠の存在ではあるのだ。
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2024年09月29日(日)5 tweets
@kafukanoochan ボブが何もしなくても、アリスから見ればXが持っていた量子情報は全部ボブの量子系に移っています。ただX自体は壊れているので、アリスの測定結果に依存したボブのユニタリ操作が必要となっています。
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@kafukanoochan 真空にユニタリ操作してというのは、QETの場合ですね。
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@hottaqu すいません。全くわかっていませんでした。 ボブの所にある量子もつれの片割れBが アリスの所にあるXだったものに変わるのですね。 （アリスの所には、片割れAがあり、X＋Aを測定する） 今まで、ボブの所で、真空にユニタリ操作して Bを生成するものと勘違いしてました。
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@kafukanoochan 波動関数は、確率分布の集合ですので、全確率が１であることから、決して関数自体も０にはなりません。またユニタリ性も破れません。得られる情報量と波動関数は区別しないといけません。
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@hottaqu 僕も一知半解に近いのですが、 ＞ボブは、その「モノ」の本性である量子情報が ＞自分の手元に既に到着していることを知りません ということは、知らない間はボブにとって「モノ」の波動関数は０では？ その後、ボブが修復したら「モノ」が現れるのであれば 確率の保存（ユニタリ性）を破りませんか？
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2024年08月30日(金)1 tweet
【量子コンピュータ】第3回「量子ビットのルールと1Qbitユニタリ変換」（８分） youtu.be/HZ90Uho44W4?si… @YouTubeから
posted at 11:14:56
2024年08月27日(火)4 tweets
ご質問ありがとうございます。量子情報が保存され失われないとは、全体系の量子状態の時間発展がユニタリーであるという意味となります。「量子情報が増加している」というご質問の「増加」の定義には多義性は若干ありますが、物… (残り85字) #mond_hottaqu mond.how/ja/topics/5ean…
posted at 10:58:55
ご質問ありがとうございます。量子情報が保存され失われないとは、全体系の量子状態の時間発展がユニタリーであるという意味となります。「量子情報が増加している」というご質問の「増加」の定義には多義性は若干ありますが、物… (残り85字) #mond_hottaqu mond.how/ja/topics/5ean…
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ご質問ありがとうございます。「宇宙全体では量子情報の増減がない」というのは量子力学のユニタリ性のことかと思います。ただ頂いた文章を素朴に読むと「量子情報の増減はない」⇒「これは情報が増えていることに当たらないのか… (残り591字) #mond_hottaqu mond.how/ja/topics/uxcw…
posted at 10:58:24
ご質問ありがとうございます。「宇宙全体では量子情報の増減がない」というのは量子力学のユニタリ性のことかと思います。ただ頂いた文章を素朴に読むと「量子情報の増減はない」⇒「これは情報が増えていることに当たらないのか… (残り591字) #mond_hottaqu mond.how/ja/topics/uxcw…
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2024年08月15日(木)1 tweet
Ω-3・長光（オメガ-スリー・ナガミツ）@諸事情により低浮上@YUKIOX1
量子情報論はまだ、宇宙を論ずるほど発展はしていない が、宇宙を一つの量子コンピューターにみなす仮説は好きだ。 俺の精神と言う量子情報系は・・・ 物質ではなく情報で構成されている。「ユニタリ性」という量子論における最も根本的な原理の1つでは、情報の消失を認めていない。
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retweeted at 22:18:20