作为对称性的量子参考系变换与第三粒子悖论

在量子世界中，参考系归根结底也是量子系统——但“跳入量子粒子的视角”意味着什么？在这项工作中，我们表明量子参考系（QRF）变换作为简单物理系统的对称性自然出现。这使我们能够在一个可操作透明的替代框架内重新推导并推广已知的 QRF 变换，并为其结构与解释提供新的见解。我们给出了受此类量子对称性约束的观测者所能测量的可观测量的显式描述，并将我们的结果应用于一个被称为“第三粒子悖论”的谜题。我们论证该悖论可归结为如何将较少粒子关系性地嵌入较多粒子中的问题，并对该问题给出透彻的物理与代数分析。这引导我们得到对偏迹（“关系迹”）的推广，其可被认为解决了该悖论，并揭示出简单量子信息设定下约束量子化的重要结构，例如在此解中关键的关系可观测量。虽然为了清晰与数学严谨我们将注意力限于有限阿贝尔群，但我们结果的直观物理吸引力使我们期望它们在更一般情形下依然成立。