测量导致信息擦除的量子基础含义

若忽略测量结果，投影测量不会降低冯·诺依曼熵。然而，在若干合理假设下并利用 Leggett-Garg 不等式的量子违背，我们此前已证明该性质不会被此类测量过程的经典模拟所继承。在该模拟中，测量通过部分重置系统擦除了先前信息，表明测量后的量子态更新不能完全是认识论的。信息擦除的证明基于如下假设：最大混合量子态对应于对经典态的最大无知。一个更精巧的证明采用了更弱的假设，即模拟的某一阶段熵有限。本文聚焦于该定理的量子基础含义。我们首先利用第二假设直接给出一个简单证明。其次，我们确认信息擦除是本体论理论中打破时间对称性的机制。该对称性破缺此前由 Pusey 和 Leifer 证明。第三，我们表明通过采用类似多世界理论的 branching 理论可避免信息擦除，从而避免对称性破缺。信息流和时间不对称性被转移到测量设备以及后续结果比较中，后者本身涉及时间不对称过程。因此，因果性和信息擦除的缺失表明测量具有多个实际结果。类似地，Deutsch 和 Hayden 认为，若默认定域性，贝尔定理会导致相同结论。最后我们表明，在宏观实在性的实验性 Leggett-Garg 检验中，笨拙漏洞问题因信息擦除定理而得以缓解。