论量子物理中信息的守恒

根据量子力学，孤立系统的信息内容不随时间改变。然而，熵的次可加性似乎在考察复合系统的各个部分及其关联时描述了信息的过剩。此外，来自不同部分的熵贡献之间的平衡在幺正变换下并不守恒。基于量子力学的基本概念进行推理，我们发现，在这样的图景中，一个重要的项被忽略了：编码在纯态相干性中的内禀量子信息。为填补这一空白，我们被引导去定义一个量，我们称之为相干熵，它对于解释“缺失”的信息并重建其守恒是必要的。有趣的是，我们发现相干熵等于量子态在未来所传递的信息。本文所概述的视角可能在从量子力学基础到黑洞物理等多个领域带来一些启发。