We provide a unified operational framework for the study of causality, non-locality and contextuality, in a fully device-independent and theory-independent setting. We define causaltopes, our chosen portmanteau of "causal polytopes", for arbitrary spaces of input histories and arbitrary choices of input contexts. We show that causaltopes are obtained by slicing simpler polytopes of conditional probability distributions with a set of causality equations, which we fully characterise. We provide efficient linear programs to compute the maximal component of an empirical model supported by any given sub-causaltope, as well as the associated causal fraction. We introduce a notion of causal separability relative to arbitrary causal constraints. We provide efficient linear programs to compute the maximal causally separable component of an empirical model, and hence its causally separable fraction, as the component jointly supported by certain sub-causaltopes. We study causal fractions and causal separability for several novel examples, including a selection of quantum switches with entangled or contextual control. In the process, we demonstrate the existence of "causal contextuality", a phenomenon where causal inseparability is clearly correlated to, or even directly implied by, non-locality and contextuality.


翻译:我们为因果性、非定域性与情境性的研究提供了一个统一的、完全设备无关且理论无关的操作性框架。我们定义"因果多面体"(causaltopes)——即"Causal Polytopes"的自创合成词——适用于任意输入历史空间和任意输入情境选择。研究表明,因果多面体可通过一组我们完全刻画其性质的因果方程,对更简单的条件概率分布多面体进行切割获得。我们提供了有效的线性规划方法,用以计算经验模型在任意给定子因果多面体上的最大支撑成分及其关联因果份额。针对任意因果约束,我们引入了因果可分性的概念;并给出线性规划,通过计算经验模型由特定子因果多面体联合支撑的最大因果可分成分及其因果可分份额。通过若干新案例(包括纠缠或情境控制的量子开关选择),我们研究了因果份额与因果可分性。在此过程中,我们证实了"因果情境性"现象——其中因果不可分性与非定域性及情境性存在明显相关,甚至直接由其推导得出。

0
下载
关闭预览

相关内容

专知会员服务
52+阅读 · 2021年8月8日
专知会员服务
52+阅读 · 2020年12月14日
因果图,Causal Graphs,52页ppt
专知会员服务
254+阅读 · 2020年4月19日
强化学习最新教程,17页pdf
专知会员服务
182+阅读 · 2019年10月11日
【哈佛大学商学院课程Fall 2019】机器学习可解释性
专知会员服务
105+阅读 · 2019年10月9日
VCIP 2022 Call for Demos
CCF多媒体专委会
1+阅读 · 2022年6月6日
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
27+阅读 · 2019年5月22日
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
29+阅读 · 2019年5月18日
逆强化学习-学习人先验的动机
CreateAMind
16+阅读 · 2019年1月18日
强化学习的Unsupervised Meta-Learning
CreateAMind
18+阅读 · 2019年1月7日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
44+阅读 · 2019年1月3日
A Technical Overview of AI & ML in 2018 & Trends for 2019
待字闺中
18+阅读 · 2018年12月24日
【论文】变分推断(Variational inference)的总结
机器学习研究会
39+阅读 · 2017年11月16日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2011年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2011年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2011年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2008年12月31日
Arxiv
0+阅读 · 2023年5月7日
Arxiv
0+阅读 · 2023年5月6日
Arxiv
0+阅读 · 2023年5月4日
Arxiv
0+阅读 · 2023年5月4日
Arxiv
15+阅读 · 2020年12月17日
VIP会员
最新内容
从燃煤战舰到算法战争:水面指挥的永恒要求
专知会员服务
0+阅读 · 32分钟前
《通过小型无人机系统将情报能力“作战化”》
消耗优势:美军的“精确规模化”概念
专知会员服务
8+阅读 · 6月15日
相关资讯
VCIP 2022 Call for Demos
CCF多媒体专委会
1+阅读 · 2022年6月6日
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
27+阅读 · 2019年5月22日
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
29+阅读 · 2019年5月18日
逆强化学习-学习人先验的动机
CreateAMind
16+阅读 · 2019年1月18日
强化学习的Unsupervised Meta-Learning
CreateAMind
18+阅读 · 2019年1月7日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
44+阅读 · 2019年1月3日
A Technical Overview of AI & ML in 2018 & Trends for 2019
待字闺中
18+阅读 · 2018年12月24日
【论文】变分推断(Variational inference)的总结
机器学习研究会
39+阅读 · 2017年11月16日
相关基金
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2011年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2011年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2011年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2008年12月31日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员