• 文献检索
  • 文档翻译
  • 深度研究
  • 学术资讯
  • Suppr Zotero 插件Zotero 插件
  • 邀请有礼
  • 套餐&价格
  • 历史记录
应用&插件
Suppr Zotero 插件Zotero 插件浏览器插件Mac 客户端Windows 客户端微信小程序
定价
高级版会员购买积分包购买API积分包
服务
文献检索文档翻译深度研究API 文档MCP 服务
关于我们
关于 Suppr公司介绍联系我们用户协议隐私条款
关注我们

Suppr 超能文献

核心技术专利:CN118964589B侵权必究
粤ICP备2023148730 号-1Suppr @ 2026

文献检索

告别复杂PubMed语法,用中文像聊天一样搜索,搜遍4000万医学文献。AI智能推荐,让科研检索更轻松。

立即免费搜索

文件翻译

保留排版,准确专业,支持PDF/Word/PPT等文件格式,支持 12+语言互译。

免费翻译文档

深度研究

AI帮你快速写综述,25分钟生成高质量综述,智能提取关键信息,辅助科研写作。

立即免费体验

量子力学可以降低经典模型的复杂性。

Quantum mechanics can reduce the complexity of classical models.

机构信息

Centre for Quantum Technologies, National University of Singapore, Singapore 117543, Singapore.

出版信息

Nat Commun. 2012 Mar 27;3:762. doi: 10.1038/ncomms1761.

DOI:10.1038/ncomms1761
PMID:22453835
Abstract

Mathematical models are an essential component of quantitative science. They generate predictions about the future, based on information available in the present. In the spirit of simpler is better; should two models make identical predictions, the one that requires less input is preferred. Yet, for almost all stochastic processes, even the provably optimal classical models waste information. The amount of input information they demand exceeds the amount of predictive information they output. Here we show how to systematically construct quantum models that break this classical bound, and that the system of minimal entropy that simulates such processes must necessarily feature quantum dynamics. This indicates that many observed phenomena could be significantly simpler than classically possible should quantum effects be involved.

摘要

数学模型是定量科学的重要组成部分。它们根据当前可用的信息对未来进行预测。本着越简单越好的精神,如果两个模型做出相同的预测,那么需要较少输入的模型是首选。然而,对于几乎所有的随机过程来说,即使是可证明的最优经典模型也会浪费信息。它们所要求的输入信息量超过了它们所输出的预测信息量。在这里,我们展示了如何系统地构建量子模型来打破这种经典限制,以及模拟这些过程的最小熵系统必然具有量子动力学。这表明,如果涉及量子效应,许多观察到的现象可能比经典情况下简单得多。

相似文献

1
Quantum mechanics can reduce the complexity of classical models.量子力学可以降低经典模型的复杂性。
Nat Commun. 2012 Mar 27;3:762. doi: 10.1038/ncomms1761.
2
Order-Stability in Complex Biological, Social, and AI-Systems from Quantum Information Theory.基于量子信息论的复杂生物、社会和人工智能系统中的秩序稳定性
Entropy (Basel). 2021 Mar 16;23(3):355. doi: 10.3390/e23030355.
3
Quantum Chaos and Quantum Randomness-Paradigms of Entropy Production on the Smallest Scales.量子混沌与量子随机性——最小尺度上的熵产生范式
Entropy (Basel). 2019 Mar 15;21(3):286. doi: 10.3390/e21030286.
4
Atomic Hong-Ou-Mandel experiment.原子 Hong-Ou-Mandel 实验。
Nature. 2015 Apr 2;520(7545):66-8. doi: 10.1038/nature14331.
5
Compatible quantum theory.相容量子论。
Rep Prog Phys. 2014 Sep;77(9):092001. doi: 10.1088/0034-4885/77/9/092001. Epub 2014 Aug 22.
6
Classical and quantum dynamics on p-adic trees of ideas.关于思想的p进数树的经典动力学与量子动力学。
Biosystems. 2000 Apr-May;56(2-3):95-120. doi: 10.1016/s0303-2647(00)00077-0.
7
Chaos and quantum mechanics.混沌与量子力学。
Ann N Y Acad Sci. 2005 Jun;1045:308-32. doi: 10.1196/annals.1350.026.
8
Interfering trajectories in experimental quantum-enhanced stochastic simulation.实验量子增强随机模拟中的干涉轨迹
Nat Commun. 2019 Apr 9;10(1):1630. doi: 10.1038/s41467-019-08951-2.
9
Epistemic view of quantum states and communication complexity of quantum channels.量子态的认知观点与量子信道的通讯复杂度。
Phys Rev Lett. 2012 Sep 14;109(11):110501. doi: 10.1103/PhysRevLett.109.110501. Epub 2012 Sep 12.
10
Classical description in a quantum spirit of the prototype four-atom reaction OH + D2.在量子精神的经典描述中,原型四原子反应 OH + D2 是这样的。
Phys Chem Chem Phys. 2010 Apr 21;12(15):3873-7. doi: 10.1039/b922389d. Epub 2010 Feb 24.

引用本文的文献

1
Intrinsic and Measured Information in Separable Quantum Processes.可分离量子过程中的内在信息与测量信息。
Entropy (Basel). 2025 Jun 3;27(6):599. doi: 10.3390/e27060599.
2
Harnessing Magnetic Properties for Precision Thermal Control of Vortex Domain Walls in Constricted Nanowires.利用磁性特性实现对受限纳米线中涡旋畴壁的精确热控制。
Nanomaterials (Basel). 2025 Feb 27;15(5):372. doi: 10.3390/nano15050372.
3
Predictive Complexity of Quantum Subsystems.量子子系统的预测复杂性。

本文引用的文献

1
Time's barbed arrow: irreversibility, crypticity, and stored information.时间的带刺之箭:不可逆性、隐秘性与存储信息。
Phys Rev Lett. 2009 Aug 28;103(9):094101. doi: 10.1103/PhysRevLett.103.094101.
2
Multiscale complex network of protein conformational fluctuations in single-molecule time series.单分子时间序列中蛋白质构象波动的多尺度复杂网络
Proc Natl Acad Sci U S A. 2008 Jan 15;105(2):536-41. doi: 10.1073/pnas.0707378105. Epub 2008 Jan 4.
3
Quantifying self-organization with optimal predictors.使用最优预测器量化自组织。
Entropy (Basel). 2024 Dec 7;26(12):1065. doi: 10.3390/e26121065.
4
Quantum Adversarial Transfer Learning.量子对抗迁移学习
Entropy (Basel). 2023 Jul 20;25(7):1090. doi: 10.3390/e25071090.
5
Implementing quantum dimensionality reduction for non-Markovian stochastic simulation.实现非马尔可夫随机模拟的量子维度约简。
Nat Commun. 2023 May 6;14(1):2624. doi: 10.1038/s41467-023-37555-0.
6
Quantum Statistical Complexity Measure as a Signaling of Correlation Transitions.作为关联转变信号的量子统计复杂性度量
Entropy (Basel). 2022 Aug 19;24(8):1161. doi: 10.3390/e24081161.
7
Interfering trajectories in experimental quantum-enhanced stochastic simulation.实验量子增强随机模拟中的干涉轨迹
Nat Commun. 2019 Apr 9;10(1):1630. doi: 10.1038/s41467-019-08951-2.
8
An experimental quantum Bernoulli factory.一个实验性量子伯努利工厂。
Sci Adv. 2019 Jan 25;5(1):eaau6668. doi: 10.1126/sciadv.aau6668. eCollection 2019 Jan.
9
Extreme Quantum Advantage when Simulating Classical Systems with Long-Range Interaction.具有长程相互作用的经典系统模拟中的极端量子优势。
Sci Rep. 2017 Jul 27;7(1):6735. doi: 10.1038/s41598-017-04928-7.
10
Experimentally modeling stochastic processes with less memory by the use of a quantum processor.通过使用量子处理器以较少的内存来实验建模随机过程。
Sci Adv. 2017 Feb 3;3(2):e1601302. doi: 10.1126/sciadv.1601302. eCollection 2017 Feb.
Phys Rev Lett. 2004 Sep 10;93(11):118701. doi: 10.1103/PhysRevLett.93.118701.
4
Regularities unseen, randomness observed: levels of entropy convergence.规律不可见,随机性可见:熵收敛水平。
Chaos. 2003 Mar;13(1):25-54. doi: 10.1063/1.1530990.
5
Inferring statistical complexity.推断统计复杂性。
Phys Rev Lett. 1989 Jul 10;63(2):105-108. doi: 10.1103/PhysRevLett.63.105.
6
A measure for brain complexity: relating functional segregation and integration in the nervous system.一种衡量大脑复杂性的方法:关联神经系统中的功能分离与整合。
Proc Natl Acad Sci U S A. 1994 May 24;91(11):5033-7. doi: 10.1073/pnas.91.11.5033.