Inevitability of knowing less than nothing
Notice bibliographique
Résumé
A colloquial interpretation of entropy is that it is the knowledge gained upon learning the outcome of a random experiment. Conditional entropy is then interpreted as the knowledge gained upon learning the outcome of one random experiment after learning the outcome of another, possibly statistically dependent, random experiment. In the classical world, entropy and conditional entropy take only non-negative values, consistent with the intuition that one has regarding the aforementioned interpretations. However, for certain entangled states, one obtains negative values when evaluating commonly accepted and information-theoretically justified formulas for the quantum conditional entropy, leading to the confounding conclusion that one can know less than nothing in the quantum world. Here, we introduce a physically motivated framework for defining quantum conditional entropy, based on two simple postulates inspired by the second law of thermodynamics (non-decrease of entropy) and extensivity of entropy, and we argue that all plausible definitions of quantum conditional entropy should respect these two postulates. We then prove that all plausible quantum conditional entropies take on negative values for certain entangled states, so that it is inevitable that one can know less than nothing in the quantum world. All of our arguments are based on constructions of physical processes that respect the first postulate, the one inspired by the second law of thermodynamics.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,006 | 0,017 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,001 | 0,001 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,001 | 0,001 |
| Bibliométrie | 0,001 | 0,001 |
| Études des sciences et des technologies | 0,002 | 0,025 |
| Communication savante | 0,004 | 0,010 |
| Science ouverte | 0,001 | 0,004 |
| Intégrité de la recherche | 0,003 | 0,005 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,003 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».