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物理学 > 物理的历史与哲学

arXiv:2507.00023 (physics)
[提交于 2025年6月17日 ]

标题: 保护的形而上学:涌现、能动性与逻辑量子位的本体论地位

标题: The Metaphysics of Protection: Emergence, Agency, and the Ontological Status of Logical Qubits

Authors:Kamran Majid
摘要: 本文认为,容错量子计算的实践,特别是量子纠错(QEC)机制,提供了一个深刻的新视角,用于审视本体论、涌现和解释方面的基础问题。 我们超越了关于量子加速的标准争论,提出:被保护的实体——逻辑量子比特——的本质是什么,其保护的主动、目标导向过程揭示了物理现实的哪些方面? 我们认为,逻辑量子比特在身份的形而上学中提供了一个独特的案例研究,在希尔伯特空间中充当可量化的“忒修斯之船”。 我们引入“工程涌现”的概念,用来描述逻辑量子比特的主动、信息驱动的稳定化过程,将其与被动的涌现形式区分开来,并将其定位为一种新的因果结构类别。 最后,我们证明,逻辑量子比特为量子力学的主要解释(包括以代理为中心、多世界和玻姆观点)提供了一个强有力的新的测试平台,揭示了每种解释的新优势和挑战。 我们得出结论,容错的技术需求不仅仅是一个工程问题,而是深层哲学洞察的催化剂,将抽象争论转化为具体的物理问题。
摘要: This paper argues that the practice of fault-tolerant quantum computation, specifically the mechanism of Quantum Error Correction (QEC), offers a profoundly new lens through which to examine foundational questions of ontology, emergence, and interpretation. We move beyond the standard debate on quantum speedup to ask: What is the nature of the entity--the logical qubit--that is being protected, and what does the active, goal-directed process of its protection reveal about physical reality? We argue that the logical qubit presents a unique case study in the metaphysics of identity, functioning as a quantifiable "Ship of Theseus" in Hilbert space. We introduce the concept of "engineered emergence" to describe the active, information-driven stabilization of the logical qubit, distinguishing it from passive forms of emergence and positioning it as a new category of causal structure. Finally, we demonstrate that the logical qubit serves as a powerful new testbed for major interpretations of quantum mechanics (including agent-centered, Many-Worlds, and Bohmian views), revealing novel strengths and challenges for each. We conclude that the technological imperative of fault-tolerance is not merely an engineering problem but a catalyst for deep philosophical insight, transforming abstract debates into concrete physical questions.
主题: 物理的历史与哲学 (physics.hist-ph) ; 量子物理 (quant-ph)
引用方式: arXiv:2507.00023 [physics.hist-ph]
  (或者 arXiv:2507.00023v1 [physics.hist-ph] 对于此版本)
  https://doi.org/10.48550/arXiv.2507.00023
通过 DataCite 发表的 arXiv DOI

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来自: Kamran Majid [查看电子邮件]
[v1] 星期二, 2025 年 6 月 17 日 00:06:18 UTC (22 KB)
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