量子系统中主体间性涌现的热力学约束

理想量子测量需要消耗发散的 thermodynamic 资源。这一现象源于热力学第三定律——该定律禁止将测量指针制备至完全擦除的纯态,而这种纯态正是获取完美无噪声测量信息的前提条件。本工作研究了有限资源对主体间性涌现的影响,以此构建多观察者参与的测量过程模型。此处“主体间性”指两种条件:观察者就观测结果达成一致(共识性),且其局部随机变量能精确复现系统可观测量原始随机变量(概率可复现性)。虽然理想测量下共识性与可复现性相互蕴含,但有限热力学资源会分别制约这两个特性。基于热力学第三定律,该研究团队推导出受限热力学资源如何影响理想主体间性的实现,特别建立了关于完美主体间性的“不可行定理”,并提出偏差度量来量化有限资源的影响。研究人员进一步给出了仅取决于环境初始状态的共识度与偏差度的可达到界限,并证明通过冷却或粗粒化操作,即使采用有限资源也能逼近理想主体间性。该工作搭建了量子热力学与以主体间性形式呈现的经典性涌现之间的理论桥梁。

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