Skip to main content
CenXiv.org
此网站处于试运行阶段,支持我们!
我们衷心感谢所有贡献者的支持。
贡献
赞助
cenxiv logo > quant-ph > arXiv:2311.11035

帮助 | 高级搜索

量子物理

arXiv:2311.11035 (quant-ph)
[提交于 2023年11月18日 ]

标题: 量子与现实

标题: Quantum and Reality

Authors:Hisham Sati, Urs Schreiber
摘要: 在范畴论和类型论中对量子信息理论的形式化,为了设计可验证的量子编程语言,需要表达其两个基本特征:(1) 参数化线性性和 (2) 度量性。第一个自然地由依赖-线性类型语言如 Proto-Quipper 解决,或者根据我们最近的观察:线性同伦类型论(LHoTT)。第二个点仅以“自伴范畴”的语义形式受到广泛关注,在这种语义中,算子伴随被公理化,但它们对厄米特伴随的指定仍需手动施加。我们描述了一种自然出现的厄米特性,它根植于等变同伦理论的原则,适用于同伦类型语言,并自然地与由扭曲等变 KR-理论分类的拓扑量子态相连。具体来说,我们观察到当复数被视为 Z/2 等变实线性类型中的单对象时,通过共轭复数,有限维希尔伯特空间确实成为内部复数实模中的自对偶对象。关键在于这种厄米形式的构造不需要环境线性类型理论的其他条件,只需张量单位类型的负单位项。我们观察到这样的项在 LHoTT 中是可以构造的,它解释为球面谱的无穷群单位中的一个元素,将量子理论的基础与同伦理论联系起来。最后,我们指出这如何允许在嵌入到 LHoTT 中的量子语言中对量子门和量子通道的幺正性进行编码(和验证)。
摘要: Formalizations of quantum information theory in category theory and type theory, for the design of verifiable quantum programming languages, need to express its two fundamental characteristics: (1) parameterized linearity and (2) metricity. The first is naturally addressed by dependent-linearly typed languages such as Proto-Quipper or, following our recent observations: Linear Homotopy Type Theory (LHoTT). The second point has received much attention (only) in the form of semantics in "dagger-categories", where operator adjoints are axiomatized but their specification to Hermitian adjoints still needs to be imposed by hand. We describe a natural emergence of Hermiticity which is rooted in principles of equivariant homotopy theory, lends itself to homotopically-typed languages and naturally connects to topological quantum states classified by twisted equivariant KR-theory. Namely, we observe that when the complex numbers are considered as a monoid internal to Z/2-equivariant real linear types, via complex conjugation, then (finite-dimensional) Hilbert spaces do become self-dual objects among internally-complex Real modules. The point is that this construction of Hermitian forms requires of the ambient linear type theory nothing further than a negative unit term of tensor unit type. We observe that just such a term is constructible in LHoTT, where it interprets as an element of the infinity-group of units of the sphere spectrum, tying the foundations of quantum theory to homotopy theory. We close by indicating how this allows for encoding (and verifying) the unitarity of quantum gates and of quantum channels in quantum languages embedded into LHoTT.
评论: 10页,一些图表
主题: 量子物理 (quant-ph) ; 数学物理 (math-ph); 代数拓扑 (math.AT); 范畴论 (math.CT)
引用方式: arXiv:2311.11035 [quant-ph]
  (或者 arXiv:2311.11035v1 [quant-ph] 对于此版本)
  https://doi.org/10.48550/arXiv.2311.11035
通过 DataCite 发表的 arXiv DOI

提交历史

来自: Urs Schreiber [查看电子邮件]
[v1] 星期六, 2023 年 11 月 18 日 11:00:12 UTC (57 KB)
全文链接:

获取论文:

    查看标题为《》的 PDF
  • 查看中文 PDF
  • 查看 PDF
  • TeX 源代码
  • 其他格式
查看许可
当前浏览上下文:
math-ph
< 上一篇   |   下一篇 >
新的 | 最近的 | 2023-11
切换浏览方式为:
math
math.AT
math.CT
math.MP
quant-ph

参考文献与引用

  • NASA ADS
  • 谷歌学术搜索
  • 语义学者
a 导出 BibTeX 引用 加载中...

BibTeX 格式的引用

×
数据由提供:

收藏

BibSonomy logo Reddit logo

文献和引用工具

文献资源探索 (什么是资源探索?)
连接的论文 (什么是连接的论文?)
Litmaps (什么是 Litmaps?)
scite 智能引用 (什么是智能引用?)

与本文相关的代码,数据和媒体

alphaXiv (什么是 alphaXiv?)
CatalyzeX 代码查找器 (什么是 CatalyzeX?)
DagsHub (什么是 DagsHub?)
Gotit.pub (什么是 GotitPub?)
Hugging Face (什么是 Huggingface?)
带有代码的论文 (什么是带有代码的论文?)
ScienceCast (什么是 ScienceCast?)

演示

复制 (什么是复制?)
Hugging Face Spaces (什么是 Spaces?)
TXYZ.AI (什么是 TXYZ.AI?)

推荐器和搜索工具

影响之花 (什么是影响之花?)
核心推荐器 (什么是核心?)
IArxiv 推荐器 (什么是 IArxiv?)
  • 作者
  • 地点
  • 机构
  • 主题

arXivLabs:与社区合作伙伴的实验项目

arXivLabs 是一个框架,允许合作伙伴直接在我们的网站上开发和分享新的 arXiv 特性。

与 arXivLabs 合作的个人和组织都接受了我们的价值观,即开放、社区、卓越和用户数据隐私。arXiv 承诺这些价值观,并且只与遵守这些价值观的合作伙伴合作。

有一个为 arXiv 社区增加价值的项目想法吗? 了解更多关于 arXivLabs 的信息.

这篇论文的哪些作者是支持者? | 禁用 MathJax (什么是 MathJax?)
  • 关于
  • 帮助
  • contact arXivClick here to contact arXiv 联系
  • 订阅 arXiv 邮件列表点击这里订阅 订阅
  • 版权
  • 隐私政策
  • 网络无障碍帮助
  • arXiv 运营状态
    通过...获取状态通知 email 或者 slack

京ICP备2025123034号