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退相干中的指標基底是否依賴隱含的古典結構?

Boduen Wang

Published May 2, 2026• 0 citations
Publisher

Abstract

在量子力學的基礎研究中,退相干被廣泛視為古典客觀性湧現的核心機制。然而,決定退相干通道的指標基底是否真正獨立於古典預設,仍是一個深刻的基礎問題。本文探討指標基底的動力學選擇機制,指出其高度依賴於特定的交互作用哈密頓量與系統-環境張量分解。為了將此哲學疑慮形式化,本文提出了分解獨立客觀性的嚴格定義,並給出定理證明:在有限維設定下,於全局么正群的 Haar 測度中,能維持指標基底穩定性的變換集合測度嚴格為零,從而推導出指標基底無法由全局哈密頓量唯一決定的推論。此外,針對近年興起的量子分體論(Quantum Mereology)、從能譜推導局域性的嘗試,以及量子達爾文主義(Quantum Darwinism),本文論證了這些防禦策略實質上引入了未被量子公理唯一決定的外部選擇泛函,構成了理論的結構性不完備(Structural Under determination)。本文最終表明,若拋棄張量分解的先驗唯一性,古典實在僅是一種相對於特定代數結構的局部湧現現象。

DOI
10.5281/zenodo.19979973

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[[alternative]]A Quantum Money System Without Entanglement

何照雄, SHU-MEI HSU

[[abstract]] 隨著量子信息技術的不斷突破以及對比特幣去中心化議題的熱烈討論,量子貨幣的思想也逐漸成為近來的關注焦點。因此,一些密碼學學者也紛紛提出了量子貨幣方案的設計。然而,它們的方案中大多數都要求客戶和銀行必須事先共享密鑰,並且只有銀行才能驗證量子貨幣的真實性。而這樣的設計方式,可能會遭受罪犯的攻擊,因為身份驗證過程不是即時性的,也因此,降低了商業交易的時效性。 由於這些原因,在本文中,我們基於chen等人可公開驗證的量子簽章以及量子盲簽名方案和其電子現金系統等基礎,提出了一種量子貨幣系統,此系統使用可公開驗證的量子簽章方案取得許可證,並通過量子貨幣簽章方案的現金系統架構來建立取款和支付協議。此外,我們還進行了相關的安全分析以支持我們的理論。

•Jan 1, 2020•0 citations

信-波-粒三象性:来自宇宙创生机制的量子力学

Zhong Wang

摘要: 量子力学(Quantum mechanics)虽然预测能力强大,却缺乏一个连贯的本体论——其名称所蕴含的“机制(mechanics)”始终缺失。波粒二象性、纠缠以及复数的不可或缺性仍然是未解之谜,表明该理论在原则上可能是不完备的。基于物理信息宇宙论(PIC)框架——在该框架中,宇宙通过一个守恒的物理信息真空经两阶段相变而涌现——我们提出,量子实体并非粒子或波,而是高维“物理信息包”的三维投影。每个物理信息包内禀地拥有三重叠加的潜能:信息性(关联)、能量性(波)和物质性(粒子)。我们将这一三元结构称为信-波-粒三象性,作为波粒二象性的扩展,它是宇宙创生机制中递归部分跃迁(信息→能量→物质)的直接结果。我们证明:波粒二象性源于测量装置与能量性或物质性潜能的耦合;不确定性原理反映了这些观测“滤镜”的互斥性;纠缠则是信息性维度的显现。量子力学中复数结构的必要性被揭示为具有两个正交本体维度(物质性与能量性)的系统的必然代数表示。该框架解释了为何贝尔不等式的违背从一个局域视角看在全球性结构化的四面体宇宙中是不可避免的。它提供了一个简洁、可检验的本体论,将量子现象统一于生成所有实在的同一守恒物理信息之下。在这一图景中,PIC掷它自己的骰子——量子力学的概率不是理论不完备的标志,而是根植于宇宙创生的信息-能量-物质三象性的必然显现。 关键词: 物理信息;波粒二象性;信-波-粒三象性;量子纠缠;贝尔不等式;宇宙学 版本说明: 本中文版是英文原稿(Concept DOI: 10.5281/zenodo.19631653)的完整翻译。本翻译版在英文原稿基础上补充了作者PIC系列论文中关于哥德尔宇宙旋转、暗能量及κ场理论的预印本引用(文献[13]、[15]和[19]),以完善从CMB异常到四面体多重宇宙、暗能量、κ场理论,再到当前量子力学框架的完整论证链条。译文在术语和内容上力求忠实于原文。所有科学结论与英文原稿完全一致,未作任何修改。

•Jun 19, 2026•0 citations

动态量子信息网络

Nan Jiang

当代基础物理学面临量子引力不相容、暗组分本质未知、奇点与终极宇宙学疑难、标准模型自由参数过多、心物二元对立五大根本矛盾。本文论证,这些矛盾的共同根源在于传承两千余年的实体本体论预设——将宇宙的终极实在定义为静态、独立存在的“实体”,而物理过程只是实体的附属属性。要从根本上解决这些矛盾,必须完成从“实体本体论”向“过程本体论”的范式转换。 本文以过程本体论为哲学根基,以标准ZFC集合论为数学基础,构建宇宙递归统一理论(Universal Recursive Unification Theory,简称URUT)的完整自洽体系。理论确立动态量子信息网络(Dynamic Quantum Information Network,简称DQIN)为宇宙唯一终极实在。DQIN是一个有向加权量子图结构,其基本构成单元是事件节点和关联边——事件节点对应瞬时量子事件,关联边对应“广播-接收-重编码”的动态因果过程,是因果律的本体论载体。时空不是先验的容器,而是DQIN因果关联网络的宏观涌现。 理论以信息守恒、能量优化、暂态锁定、能量-信息平衡四条不可约简的动态公理为核心约束。本文通过构造显式模型严格证明了四条公理的自洽性——它们无内在逻辑矛盾,存在非空模型同时满足所有公理;通过构造四个反例模型严格证明了四条公理的独立性——任一条公理无法由其余三条导出。 基于公理体系,本文内生导出了狭义相对论、广义相对论、热力学第二定律及量子力学的核心数学结构。光速被证明是DQIN基本因果关联的内禀传播极限;时间箭头被证明是信息广播不可逆性的宏观表现;爱因斯坦场方程从DQIN两点关联函数的连续极限中涌现;量子纠缠被解释为DQIN整体关联的局域投影。 在宇宙学层面,本文取得以下核心突破:第一,用ZFC集合论的空集公理为宇宙奇点提供无歧义定义,证明其唯一性与无尺度本质,将宇宙创生严格形式化为从空关系到非空关系的拓扑相变;第二,建立双向分形递归的动力学框架,向内递归生成微观量子结构并严格收敛于普朗克长度,向外递归生成宏观宇宙结构并严格收敛于哈勃半径,在此框架下严格证明玻尔尺度是双向递归的唯一稳定不动点,精细结构常数由此获得内生起源;第三,引入因果集合对数正规化,从第一性原理推导暗能量密度公式,与Planck 2020观测值相对误差可压缩至0.1%以内,天然解决宇宙学常数122个数量级灾难;第四,揭示暗物质是光子旁瓣退相干后累积的DQIN生长痕迹,无需引入超出标准模型的新粒子;第五,定义信息预算与非线性度为宇宙演化核心序参量,构建七阶段宇宙递归循环模型,消解奇点疑难、第一推动问题、黑洞信息悖论与热寂悖论。 在粒子物理层面,本文取得以下核心突破:电荷被还原为DQIN闭合因果环路的拓扑不变量(相位环绕数),电荷量子化从拓扑学严格证明,正负电荷绝对值严格相等源于DQIN基态的PT对称性;强相互作用的色禁闭与渐近自由从色流管的耗散动力学严格导出;三代费米子的存在性与质量层级从递归共振团的耗散稳定性判据严格推导。 在维度理论层面,本文从第一性原理出发,通过三个核心引理——纽结存在性引理(d=3是存在非平凡不可解纽结的充要条件)、稳定束缚态存在性引理(d=3是形成稳定长程束缚态的充要条件)、混沌吸引子存在性引理(d≥3是存在非平庸奇异吸引子的充要条件)——结合对偶动力学耦合方程的线性稳定性分析,严格证明了三维空间是唯一全波数稳定的空间维度,其他维度均会失稳收敛至三维,三维空间具有严格的必然性。 本文给出11项可证伪的跨尺度量化预言,覆盖宇宙学、粒子物理、量子力学、原子物理、神经科学多个领域,并给出了详细的实验参数与检验方案。所有预言均与现有观测兼容,且可通过现有或未来10年内的实验技术严格检验。 URUT的理论体系,完成了从集合论本体到宇宙学动力学的全链条严格推导,实现了本体论统一(以一元的动态量子信息网络取代多元实体预设)、动力学统一(内生导出四大基本相互作用的数学结构)、宇宙学统一(解决宇宙学常数灾难等长期疑难)、跨尺度统一(相干共振吸纳机制为从原子到意识的所有稳定结构提供通用动力学解释),为基础物理学与宇宙学提供了过程本体论的全新范式。

•Apr 28, 2026•0 citations

基于纠缠光子的反射率辅助三维量子成像方法

Jiangli PENG, 重庆邮电大学 通信与信息工程学院,重庆 400065, Yong MA +5 more

随着量子信息技术的快速发展,量子成像为实现高质量三维成像提供了一种新的途径。然而,传统的量子成像方法主要局限于二维成像,无法准确提取目标的深度信息,且其反射率计算精度较低。为此,提出一种基于纠缠光子的反射率辅助三维量子成像方法。通过分析自由空间传输过程中纠缠光子数的分布,构建光子探测概率模型与符合计数概率密度函数,从而实现目标表面反射率的估计;同时,结合符合计数值对延时差矩阵进行优化,准确提取目标的深度信息,将反射率作为辅助信息与深度信息相结合,实现目标的三维重建。此外,仿真分析了单像素曝光时间对成像结果的影响,并搭建了量子成像实验平台来验证所提方法的有效性与可行性。

Journal of Applied Optics•Jan 1, 2025•0 citations

基于动态自适应的量子计算的量子拓扑优化

Jincheng Zhang

Quantum拓扑优化是量子计算领域一个新兴且具有挑战性的研究方向,旨在优化量子系统的参数以提高计算精度和效率。传统方法通常采用固定拓扑,难以适应量子系统的动态特性。本文提出了一种基于动态自适应的量子计算的量子拓扑优化框架,该框架能够根据输入数据的动态特性,自动调整量子拓扑结构的参数,从而实现更有效的量子计算。该框架的核心机制是通过动态调整参数,优化量子系统的量子态,从而提升计算能力。我们提出了一种新的优化算法,该算法能够有效应对复杂量子系统,并展示了在特定应用场景中的优越性能。

•Aug 31, 2026•0 citations

身份基加密机制的挑战后泄露容忍性

Yanwei Zhou, Zhaolong Wang, Zirui Qiao +4 more

现有的多数抗泄露加密机制的研究中均假设敌手的泄露是来自收到挑战密文之前,并禁止敌手在挑战后进行泄露操作. 然而,在现实中敌手往往是接触到密文数据后会通过各种手段获取相应密钥的泄露信息,因此挑战后的泄露容忍性更符合实际环境的真实应用需求. 针对上述不足,本文将对身份基加密(Identity-based Encryption,IBE)机制的挑战后泄露容忍性展开研究,提出IBE机制熵泄露容忍性的属性要求和安全性定义;并在状态分离模型中联合熵泄露容忍的IBE机制和二源提取器设计抗挑战后泄露攻击的IBE 机制,并对上述构造在选择明文攻击下的安全性进行了形式化证明;此外,为了获得具有更优安全性的IBE机制,在上述构造的基础上,通过增加消息验证码设计选择密文攻击安全的挑战后泄露容忍的IBE机制.

Scientia Sinica Informationis•Jul 1, 2022•0 citations
在量子力學的基礎研究中,退相干被廣泛視為古典客觀性湧現的核心機制。然而,決定退相干通道的指標基底是否真正獨立於古典預設,仍是一個深刻的基礎問題。本文探討指標基底的動力學選擇機制,指出其高度依賴於特定的交互作用哈密頓量與系統-環境張量分解。為了將此哲學疑慮形式化,本文提出了分解獨立客觀性的嚴格定義,並給出定理證明:在有限維設定下,於全局么正群的 Haar 測度中,能維持指標基底穩定性的變換集合測度嚴格為零,從而推導出指標基底無法由全局哈密頓量唯一決定的推論。此外,針對近年興起的量子分體論(Quantum Mereology)、從能譜推導局域性的嘗試,以及量子達爾文主義(Quantum Darwinism),本文論證了這些防禦策略實質上引入了未被量子公理唯一決定的外部選擇泛函,構成了理論的結構性不完備(Structural Under determination)。本文最終表明,若拋棄張量分解的先驗唯一性,古典實在僅是一種相對於特定代數結構的局部湧現現象。
[[abstract]] 隨著量子信息技術的不斷突破以及對比特幣去中心化議題的熱烈討論,量子貨幣的思想也逐漸成為近來的關注焦點。因此,一些密碼學學者也紛紛提出了量子貨幣方案的設計。然而,它們的方案中大多數都要求客戶和銀行必須事先共享密鑰,並且只有銀行才能驗證量子貨幣的真實性。而這樣的設計方式,可能會遭受罪犯的攻擊,因為身份驗證過程不是即時性的,也因此,降低了商業交易的時效性。 由於這些原因,在本文中,我們基於chen等人可公開驗證的量子簽章以及量子盲簽名方案和其電子現金系統等基礎,提出了一種量子貨幣系統,此系統使用可公開驗證的量子簽章方案取得許可證,並通過量子貨幣簽章方案的現金系統架構來建立取款和支付協議。此外,我們還進行了相關的安全分析以支持我們的理論。
摘要: 量子力学(Quantum mechanics)虽然预测能力强大,却缺乏一个连贯的本体论——其名称所蕴含的“机制(mechanics)”始终缺失。波粒二象性、纠缠以及复数的不可或缺性仍然是未解之谜,表明该理论在原则上可能是不完备的。基于物理信息宇宙论(PIC)框架——在该框架中,宇宙通过一个守恒的物理信息真空经两阶段相变而涌现——我们提出,量子实体并非粒子或波,而是高维“物理信息包”的三维投影。每个物理信息包内禀地拥有三重叠加的潜能:信息性(关联)、能量性(波)和物质性(粒子)。我们将这一三元结构称为信-波-粒三象性,作为波粒二象性的扩展,它是宇宙创生机制中递归部分跃迁(信息→能量→物质)的直接结果。我们证明:波粒二象性源于测量装置与能量性或物质性潜能的耦合;不确定性原理反映了这些观测“滤镜”的互斥性;纠缠则是信息性维度的显现。量子力学中复数结构的必要性被揭示为具有两个正交本体维度(物质性与能量性)的系统的必然代数表示。该框架解释了为何贝尔不等式的违背从一个局域视角看在全球性结构化的四面体宇宙中是不可避免的。它提供了一个简洁、可检验的本体论,将量子现象统一于生成所有实在的同一守恒物理信息之下。在这一图景中,PIC掷它自己的骰子——量子力学的概率不是理论不完备的标志,而是根植于宇宙创生的信息-能量-物质三象性的必然显现。 关键词: 物理信息;波粒二象性;信-波-粒三象性;量子纠缠;贝尔不等式;宇宙学 版本说明: 本中文版是英文原稿(Concept DOI: 10.5281/zenodo.19631653)的完整翻译。本翻译版在英文原稿基础上补充了作者PIC系列论文中关于哥德尔宇宙旋转、暗能量及κ场理论的预印本引用(文献[13]、[15]和[19]),以完善从CMB异常到四面体多重宇宙、暗能量、κ场理论,再到当前量子力学框架的完整论证链条。译文在术语和内容上力求忠实于原文。所有科学结论与英文原稿完全一致,未作任何修改。
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