양자 이론: 개념과 방법

Quantum Theory: Concepts and Methods

양자 이론: 개념과 방법은 1993년 이스라엘 물리학자 아셀 페레스가 쓴 양자 물리학 교과서이다.

내용물

페레스는 서문에서 자신의 목표를 다음과 같이 요약했다.

이 책의 목적은 양자 이론의 개념적 의미를 명확히 하고, 양자 이론이 사용하는 수학적 방법 중 일부를 설명하는 것이다.이 텍스트는 원자 구조, 강하거나 약한 상호작용과 같은 특수한 주제와 관련이 없으며, 이론의 바로 그 기초와 관련이 있습니다.그러나 이 책은 과학철학을 다룬 책이 아니다.그 접근법은 실용적이고 엄격히 도구주의적이다.이러한 태도는 의심할 여지 없이 일부 독자들의 반감을 사겠지만, 그것은 나름의 논리를 가지고 있다: 양자 현상은 힐버트 공간에서 일어나는 것이 아니라 [a]실험실에서 일어난다.

그 책은 세 부분으로 나누어져 있다.첫 번째 "도구 수집"은 양자역학을 "준비"와 "시험" 이론으로 소개하고 연속값 관측 가능성의 양자역학을 이해하기 위해 사용된 스펙트럼 이론으로 결론지어 힐버트 공간의 수학적 형식주의를 발전시킨다.파트 2인 "암호 결정론과 양자 분리 가능성"은 양자 역학과 국지적인 은닉 변수 이론이 양립할 수 없다는 벨의 정리와 다른 증거에 초점을 맞추고 있다.(숨겨진 변수 이론의 실패에 대한 실질적인 논의에서, 이 책은 벡터 목록이 Kocen-Specker 구성을 형성하는지 여부를 테스트하기 위한 FORTRAN 프로그램을 포함한다.)[b]파트 III, "양자 역학 및 정보"는 양자 물리학에서 시공간 대칭의 역할, 양자 정보에 대한 열역학과의 관계, 반고전적 근사법, 양자 혼돈, 양자 역학에서의 측정 처리에 대해 다룬다.

혼돈운동의 위상공간의 플롯을 포함한 양자혼돈에 관한 그의 장에서 수치를 생성하기 위해 Peres는 프린터 [c]자체에서 시뮬레이션을 실행하는 PostScript 코드를 작성했습니다.

이 책은 POVM에 [4][5]의한 양자측정을 수학적으로 표현하는 방법론을 개발하고, 양자키 분배를 위해 [6]POVM을 사용하는 방법에 대한 최초의 교육학적 처리를 제공했다.페레스는 불확실성 원칙의 중요성을 경시했다.특정 용어는 그의 지수에 한 번만 나타나며,[7] 그 시작은 지수의 같은 페이지를 가리키고 있다.본문 자체는 불확실성 원리에 대해 논의하며, 지나치게 단순화된 "파생"이 어떻게 분해되는지를 지적하고, 불확실성 [8]관계가 명백하게 잘못된 세 개의 양자 물리학 교과서를 찾는 과제를 숙제 문제로 제기한다.

접수처

물리학자 레슬리 E. 발렌타인(Leslie E. Ballentine)은 이 교과서가 양자 기초와 [9]현재 진행 중인 연구에 대한 좋은 소개라고 선언하며 긍정적인 평가를 내렸다.존 C. 배즈는 또한 이 책에 대해 "명석한 머리"라고 긍정적인 평가를 내렸고, 위그너-아라키-야나세 [10]정리처럼 "내가 보지 못한 많은 보석들"을 포함하고 있다는 것을 발견했다.마이클 닐슨은 교과서에 대해 "계시하라!갑자기 30년 동안 일한 모든 주요 결과(아셔 덕분에 얻은 성과 중 몇 개)가 아름답고 간단한 [11]설명으로 요약되었습니다."닐슨과 아이작 추앙은 영향력 있는 교과서에서 페레스가 "초급 양자역학의 극히 명확한 설명"과 "벨 부등식과 관련 [12]결과에 대한 광범위한 논의"를 제공하면서 "초급 양자역학"이라고 말했다.요헨 라우의 양자 물리학 입문 교과서는 페레스의 작업을 벨 부등식과 글리슨의 [13]정리 같은 관련 주제에 대해 배우는 "시작하기에 훌륭한 장소"라고 묘사했다.

N. David Mermin은 페레스가 개념 지향적인 책들과 양자 물리학이 세계의 본질에 대해 무엇을 의미하는지 이해하는 것을 목표로 하는 책들과 양자 역학을 적용하는 방법을 가르치려는 더 실용적인 책들 사이의 "텍스트 갭"을 메웠다고 썼다.Mermin은 이 책이 칭찬할 만하다고 생각했고, 그가 "불만 몇 가지"를 가지고 있었다고 언급했다.그는 다음과 같이 썼다.

페레스는 양자역학의 통계적 예측을 재현하는 숨겨진 변수가 없는 이론의 불가능성을 증명하기 위해 필요한 다양한 종류의 가정을 구별하는 데 부주의하다.이것은 그가 이 특정한 예술형태의 달인이지만, 그의 마음속 깊은 곳에서 그는 숨겨진 변수들이 양자역학의 본질을 포착할 수 없다고 굳게 믿고 있기 때문이라고 추측합니다. 그는 단지 그가 할 [4]수 없다는 것을 증명하기 위해 당신이 정확히 가정해야 하는 것에는 관심이 없을 뿐입니다.

메르민은 이 책을 "양자역학에 대한 새로운 관점의 보고"라고 불렀고 페레스의 주제 선택은 다른 [4]접근법에서 나온 "일반적인 누락의 카탈로그"라고 말했다.

마인하르트 E. 메이어는 "양자역학을 가르치거나 연구하는 모든 사람에게 추천할 것"이라고 선언했고, 파트 2가 이 책 중에서 가장 흥미로웠다.그는 페레스가 측정에 관한 장에 포함시켜야 할 주제를 선택한 것에 대해 실망감을 느꼈지만, 출판사를 위해 대부분의 부정적인 입장을 유보하면서, (발렌타인 역시[9] 그랬듯이) 그들은 대학원생들이 감당할 수 없는 가격을 매겼다고 말했다.

최근 출판된 대부분의 책의 "TeX"와 같은 모양에서 알 수 있듯이, 많은 출판사들이 더 이상 복사 편집이나 조판 작업을 거의 제공하지 않는다고 생각하면 이러한 가격 책정 관행은 정당화되지 않는다.[14]

Mermin, Mayer, Baez는 [4][10][14]Peres가 양자역학의 다세계적 해석을 잠시 무시했다고 언급했다.페레스는 모든 다양한 세계 해석들이 파동함수 붕괴 사상의 임의성 또는 모호성을 언제 "세계"가 분리되었다고 간주될 수 있는지에 대한 문제로 옮겼을 뿐이며, 실제로 그러한 분리에 대한 객관적인 기준을 [d]공식화할 수 없다고 주장했다.게다가 페레스는 기라디-리미니-웨버 이론과 같은 "순간 붕괴" 모델을 양자역학의 [4]"명사"로 부르며 무시했다.이 책의 철저함을 칭찬한 리뷰에서 토니 수드베리는 페레스가 인간의 의식이 양자역학에서 [15]특별한 역할을 한다는 생각을 폄하했다고 언급했다.

마누엘 베흐톨드는 페레스의 교과서를 철학적 실용주의 [16]관점에서 분석했다.존 콘웨이와 사이먼 코헨은 그들의 자유 의지 [17]정리를 증명하기 위해 책의 코헨-스펙커 구성을 사용했다.양자 상태의 고전적 유사체가 리우빌 밀도 함수라는 그의 교과서에서 페레스의 주장은 QBism의 [18]발전에 영향을 미쳤다.

관련 작업

존 와터러스는 닐슨과 츄앙의 양자 계산과 양자 정보, 마크 와일드의 양자 정보 [19]이론과 함께 페레스의 교과서를 "분할 수 없는 참고 문헌"에 포함시켰다.페레스의 사망 기고문에서 윌리엄 우터스, 찰스 베넷, 그리고 공동 저자들은 양자 이론: 개념과 방법을 존 폰 노이만의 1955년 양자 [7]역학 수학 재단의 "현대적 후계자"라고 부릅니다.

에디션

  • Peres, Asher (1993). Quantum Theory: Concepts and Methods. Kluwer. ISBN 0-7923-2549-4. OCLC 28854083. 오리지널 하드커버
  • Peres, Asher (1995). Quantum Theory: Concepts and Methods. Kluwer. ISBN 9780792336327. OCLC 901395752. 페이퍼백 재인쇄.
  • Peres, Asher (2001). ペレス量子論の概念と手法―先端研究へのアプローチ (in Japanese). Translated by Ōba, Ichirō; Yamanaka, Yoshiya; Nakazato, Hiromichi. Maruzen. ISBN 9784621049228. OCLC 834645102.

메모들

  1. ^ 서문, 페이지 xi마지막 발언은 브루크너와 자이링거[2], 차르토스키와 치츠코우스키 [3]등에 의해 자주 [1]인용된다.
  2. ^ 섹션 7-5, "부록: Kochen-Specker 모순에 대한 컴퓨터 테스트", 페이지 209
  3. ^ 섹션 11-7, "부록: 지도용 포스트스크립트 코드", 370페이지
  4. ^ 섹션 12-1, "양면적인 관찰자", 374페이지

레퍼런스

  1. ^ Gilligan-Lee, Ciarán M (2021-10-01). "Computation in a general physical setting". Journal of Physics A: Mathematical and Theoretical. 54 (39): 394001. arXiv:2108.11454. Bibcode:2021JPhA...54M4001G. doi:10.1088/1751-8121/ac2007. ISSN 1751-8113. S2CID 237304127.
  2. ^ Brukner, Časlav; Zeilinger, Anton (2003). "Information and Fundamental Elements of the Structure of Quantum Theory". In Castell, Lutz; Ischebeck, Otfried (eds.). Time, Quantum and Information. Berlin, Heidelberg: Springer Berlin Heidelberg. pp. 323–354. arXiv:quant-ph/0212084. Bibcode:2003tqi..conf..323B. doi:10.1007/978-3-662-10557-3_21. ISBN 978-3-642-07892-7. S2CID 16831915. Retrieved 2022-02-19.
  3. ^ Czartowski, Jakub; Życzkowski, Karol (2021-04-26). "Bipartite quantum measurements with optimal single-sided distinguishability". Quantum. 5: 442. arXiv:2010.14868. Bibcode:2020arXiv201014868C. doi:10.22331/q-2021-04-26-442. ISSN 2521-327X. S2CID 225094378.
  4. ^ a b c d e Mermin, N. David (1997-03-01). Studies in History and Philosophy of Science Part B: Studies in History and Philosophy of Modern Physics. 28 (1): 131–135. Bibcode:1997SHPMP..28..131M. doi:10.1016/S1355-2198(97)85538-4. ISSN 1355-2198.{{cite journal}}: CS1 유지보수 : 제목 없는 정기 (링크)
  5. ^ Flammia, Steven T.; Silberfarb, Andrew; Caves, Carlton M. (2005-12-01). "Minimal Informationally Complete Measurements for Pure States". Foundations of Physics. 35 (12): 1985–2006. arXiv:quant-ph/0404137. Bibcode:2005FoPh...35.1985F. doi:10.1007/s10701-005-8658-z. ISSN 1572-9516. S2CID 119382552.
  6. ^ Brandt, Howard E. (May 1999). "Positive operator valued measure in quantum information processing". American Journal of Physics. 67 (5): 434–439. Bibcode:1999AmJPh..67..434B. doi:10.1119/1.19280. ISSN 0002-9505.
  7. ^ a b Terzian, Joseph E.; Bennett, Charles H.; Mann, Ady; Wootters, William K. (August 2005). "Obituary: Asher Peres". Physics Today. 58 (8): 65–66. Bibcode:2005PhT....58h..65A. doi:10.1063/1.2062925.
  8. ^ Clifton, Rob (1995-01-01). Foundations of Physics. 25 (1): 205–209. doi:10.1007/BF02054666. ISSN 1572-9516.{{cite journal}}: CS1 유지보수 : 제목 없는 정기 (링크)
  9. ^ a b Ballentine, Leslie E. (March 1995). American Journal of Physics. 63 (3): 285–286. doi:10.1119/1.17946. ISSN 0002-9505.{{cite journal}}: CS1 유지보수 : 제목 없는 정기 (링크)
  10. ^ a b Baez, John C. (1994-05-10). "week33". This Week's Finds in Mathematical Physics. Retrieved 2020-04-10.
  11. ^ Nielsen, Michael A. (2005-01-05). "Asher Peres". michaelnielsen.org. Retrieved 2018-02-21.
  12. ^ Nielsen, Michael A.; Chuang, Isaac L. (2010-12-09). Quantum Computation and Quantum Information: 10th Anniversary Edition. Cambridge University Press. pp. 118. ISBN 9781107002173. OCLC 844974180.
  13. ^ Rau, Jochen (2021). Quantum Theory: An information processing approach (1st ed.). Oxford: Oxford University Press. p. 152. ISBN 978-0-19-265027-6. OCLC 1256446911.
  14. ^ a b Mayer, Meinhard E. (2008-01-11). Physics Today. 47 (12): 65–66. doi:10.1063/1.2808757. ISSN 0031-9228.{{cite journal}}: CS1 유지보수 : 제목 없는 정기 (링크)
  15. ^ Sudbery, Tony (April 1994). "Ordinary questions, extraordinary answers". Physics World. 7 (4): 65–68. doi:10.1088/2058-7058/7/4/42. ISSN 0953-8585.
  16. ^ Healey, Richard (2016). "Quantum-Bayesian and Pragmatist Views of Quantum Theory". In Zalta, Edward N. (ed.). Stanford Encyclopedia of Philosophy. Metaphysics Research Lab, Stanford University.
  17. ^ Conway, John; Kochen, Simon (2006-11-22). "The Free Will Theorem". Foundations of Physics. 36 (10): 1441–1473. arXiv:quant-ph/0604079. Bibcode:2006FoPh...36.1441C. doi:10.1007/s10701-006-9068-6. ISSN 0015-9018. S2CID 12999337.
  18. ^ Fuchs, Christopher A.; Stacey, Blake C. (2019). "QBism: Quantum Theory as a Hero's Handbook". In Rasel, E. M.; Schleich, W. P.; Wölk, S. (eds.). Proceedings of the International School of Physics "Enrico Fermi". Vol. 197. IOS Press. pp. 133–202. arXiv:1612.07308. doi:10.3254/978-1-61499-937-9-133. ISBN 9781614999379. OCLC 1086375617.
  19. ^ Watrous, John (2018). The Theory of Quantum Information. Cambridge University Press. ISBN 9781316853122. OCLC 1034577167.