网络加速器境外

网络加速器境外

当我说“前沿”的时候,我是认真的,我想这也是Nature愿意刊登它的原因之一。但它同样也是如此远离任何可以通过观察或实验来验证的东西,它必然会让许多专业物理学家深感怀疑。

不过我还是希望大家能抛开“虫洞”“量子计算机”这类吸引眼球的词语,看到这个研究后面真正的背景。所以我愿意花点时间来回答一下,事实上我也很喜欢基于这个妄想理论的对这个世界的一些深远的想法(至少作为科幻小说来看的话一定是顶级的)。

往前可以追溯到张量网络网络加速器境外、全息理论、量子纠缠、AdS/CFT对偶、弦理论、黑洞热力学,都与它相关。

你看,就是一锅理论的大杂烩,而且我下面将提到它们是“一环扣一环”的。这就是它的“前沿”之处。

我认为该理论最初的起源是一个描述从Kerr黑洞提取能量的被称为“彭罗斯过程”的研究量子外网加速器。。彭罗斯在1969年提出“在任意变化下,黑洞的事件视界的表面积都会增加”的猜想[1][2],并开始备受关注。随之而来的是“黑洞热力学”的诞生。关于黑洞热力学我在以下回答中有提到过,可以参考:

你看,在黑洞这里,所有的这些理论已经自然而然地汇聚在了一起。这个式子表明在量子引力和热力学之间存在着深刻的联系。另外量子外网加速器。,黑洞所具有的自由度比其实际的外观要低一个维度(熵与面积而不是体积成比例),暗示量子引力可能表现出所谓的“全息性”。

另外,黑洞热力学还会引起一个别的问题量子外网加速器,就是黑洞的“信息悖论”。从黑洞热力学我们可以推导出黑洞具有温度,会释放出(霍金)辐射,这意味着任何黑洞迟早都会蒸发殆尽。那么黑洞内部本应守恒的信息跑到哪儿去了呢?这曾引发了一场大讨论。我在下面回答中也进行过阐述:

如果说信息被复制到了“霍金辐射”中,那意味着存在着两份信息。于是1993年Susskind等人提倡的“黑洞互补性原理”认为黑洞视界内外的信息类似于量子力学中的不确定性,即一份信息同时存在于视界内外(更准确地说信息在里面还是外面决定于观察者从哪儿观察)。这直接导致由t Hooft提出并由Susskind发展的“全息原理”的诞生:即由引力主导的三维空间物理过程,通过某种变换可以使其跟在黑洞视界的二维表面看到的一样,在这个表面上的二维方程就能描述所有的物理过程且不需要在方程中引入引力。

而让互补性原理及全息原理得到强有力的支持的则是基于弦理论的“AdS/CFT对偶”。AdS/CFT对偶证明了:d+1维的Anti-de Sitter(AdS)时空中的基于弦理论的量子引力理论(包含引力子)实际上等价于d维时空中有共形对称性的量子场论(共形场论;不包含引力或引力子),即该d维时空是d+1维AdS时空的边界。AdS/CFT对偶可以说是弦理论框架里的最重要结论之一,甚至可以说是弦理论的精华。关于这一块,可以参见我的如下回答:

那么,我们再回到黑洞信息丢失的悖论上来。根据全息原理,黑洞的蒸发就类似于通常物质发生的由液体蒸发为气体的过程,因此信息并没有丢失。

但是,在引力理论的立场下如何去具体阐述信息是如何被重建的问题依然没有得到解决。引力理论下的黑洞熵的起源仍是一个迷。

但2012年,又有一个名为“黑洞火墙悖论”被提出。该理论认为从视界逃逸出来的霍金辐射粒子必须与之前逃逸出来的所有粒子组成的系统相纠缠才能携带信息。由于量子力学要求一个粒子只能与一个系统纠缠,因此该逃逸粒子必须切段与落入视界粒子的纠缠。

这意味着黑洞视界必须成为一道火墙阻止所有物体掉入视界,然而这与广义相对论相悖。为在不破坏广义相对论的前提下解释黑洞火墙悖论,Maldacena和Susskind被迫提出ER(虫洞)=EPR(量子纠缠)猜想,认为两个纠缠的粒子间其实是通过微小虫洞联系的。

而第3点——时空的几何构造等同于量子纠缠的构造,即虫洞连接——就是我们在讨论的问题。

为了证明这个猜想不是空想,我们需要数学工具。具体的实现的手段之一就是张量网络(tensor network)。张量网络是通过把量子状态用几何学来表述的手法用解析复杂量子系统的强有力道具。在多体量子系的数值计算中,作为变分法的拟设提出网络加速器境外。这篇Nature论文中提到的SYK模型就是在做类似的事情。正如题目中提到:他们成功地在计算机上制造出了“全息虫洞”。

好了,就是这样的。你可以看到这个研究已经走到了有多远,它真的足够“前沿”。但现实是,我们甚至连目标的方向在哪儿都还不知道。毕竟,到目前为止,霍金辐射、弦理论、宇宙常数为负的AdS时空(实际上更现实的宇宙中,宇宙常数反而被期待为非负)、黑洞信息问题中,还没有一个已经得到哪怕是一点点的证实。

THE END
喜欢就支持一下吧
评论 抢沙发
头像
欢迎您留下宝贵的见解!
提交
头像

昵称

取消
昵称