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  • 1 # 科技領航人

    尋找相對論和量子力學之間的橋樑被認為是物理學的聖盃之一。相對論對宏觀世界描述很好,量子力學對微觀世界描述的很好,但它們卻似乎不能很好的融合。但是,在這兩個層面上都執行良好的一個現象是引力,因此,正是在這裡,科學專注於試圖將這兩種理論聯絡起來。但是量子力學的其他領域可能指向不同的成功之路。新的研究發現表明,量子與相對論的聯絡正在導致令人驚訝的結論,這些結論可能會動搖我們對現實核心的理解。

    量子位

    一些研究表明,量子位,攜帶量子資訊的微小粒子,可能由於粒子之間的詭異行為而糾纏在一起,從而產生時空。這些資訊仍然不確定,但大多數只是由於量子位之間的相互作用而導致時空存在。該理論來自2006年由Shinsei Ryu(伊利諾伊大學厄巴納尚佩恩分校)和Tadashi Takayunagi(京都大學)發表的論文,科學家們指出,時空的幾何學和科學家在宏觀層面上的糾纏路徑之間存在相似之處。也許,這也許不僅僅是巧合。

    黑洞

    胡安·馬爾達西那和李奧納特·蘇士侃,兩個黑洞領域的巨人,決定在2013年在此基礎上再接再厲,將工作擴充套件到黑洞。從以前的發現中可以知道,如果2個黑洞被糾纏,它們之間就會形成一個蟲洞。現在,我們可以用量子力學傳統上的"經典"方式來描述這種糾纏:只有一個特徵被糾纏。一旦您知道其中一對的狀態,另一對將基於剩餘的量子狀態進入相應的狀態。這在愛因斯坦所說的"詭異行為"中發生得相當快。胡安和李奧納特表明,透過糾纏,量子屬性可能導致宏結果。

    量子引力

    這一切有望成為量子引力,這是許多科學家的聖盃。但是,在搜尋它方面,還有許多基礎工作要做。

    圖注:多維空間全息圖

    全息原理可能有幫助。它被用來描述一個維度空間在另一個較低維度空間上的投影,且能在低維度空間傳送同等的資訊,該原理迄今為止的最佳用途之一是反德西特(anti-de Sitter)和AdS/CFT 對偶理論的對應關係,該理論顯示了黑洞表面如何傳達黑洞上黑洞的所有資訊,因此二維空間包含三維資訊。

    你看,如果我們用糾纏態把三維資訊投射到二維表面上呢?這將形成時空,並解釋引力是如何透過量子態的怪異行為而工作的,所有被投影到不同的表面!使用由Ryu開發並由Van Raamsdonk領導的技術進行的模擬器顯示,當糾纏度為零時,時空本身會伸展,直到它破裂。是的,這是一個很難接受的過程,似乎是一堆廢話,但影響是巨大的。

    話雖如此,有些問題仍然存在。為什麼會這樣呢?量子資訊理論,它處理量子資訊是如何傳送的,以及量子資訊的大小,可能是AdS/CFT對偶通訊的關鍵部分。透過描述量子資訊是如何傳達、糾纏的,以及這與時空幾何的關係,應該可以全面解釋時空,從而解釋引力。

    目前的趨勢是分析量子理論的糾錯成分,結果表明量子系統中所包含的可能資訊小於兩個糾纏粒子之間的可能資訊。這裡有趣的是,我們發現在減少誤差程式碼中的許多數學與 AdS/CFT 對應關係相似,尤其是在檢查多個位的糾纏時。這能和黑洞玩嗎?它們的表面能發揮所有這些作用嗎?很難說,因為AdS/CFT是一個非常簡化的宇宙檢視。我們需要更多的工作來確定到底發生了什麼。

    量子宇宙學圖注:宇宙從一個無限密度和炎熱的奇點開始。宇宙學有一個很大的問題,根據羅傑·彭羅斯和斯蒂芬·霍金所做的工作,相對論意味著一個奇點必須出現在宇宙的過去。但是,在這樣一個位置,場方程會分解,但之後工作正常。怎麼會這樣呢?我們需要搞清楚物理學在那裡做什麼,因為它應該在任何地方都一樣。我們需要檢視非奇異指標(即時空路徑)的路徑積分,以及它們與用於黑洞的歐幾里得度量的比較。

    但我們也需要仔細研究一些先前的基本假設。那麼,科學家們想要研究哪些邊界條件呢?嗯,我們得到了"漸近歐幾里得度量"(AEM),這些度量是緊湊的,"沒有邊界"。這些AEM非常適合散射情況,如粒子碰撞。粒子所走的路徑非常讓人聯想到雙曲線,其條目和存在是它們所走的路徑的漸近性。透過走我們AEM的無限區域可能產生的所有可能路徑的整合路徑,我們也可以找到我們未來,因為量子通量隨著我們區域的增長而變小。

    很簡單,不?但是,如果我們有一個有限的區域,也就是我們的現實呢?在我們對該地區進行某些測量的可能性時,必須考慮兩種新的可能性。我們可以有一個互聯的 AEM,我們的互動區域位於我們佔用的時空,或者我們可以有一個斷開連線的 AEM,它是一個"包含測量區域和單獨 AEM 的緊湊時空"。這似乎不是現實,所以我們可以忽略這個權利?

    事實證明,如果一個人把這些度量指標連線起來,它們可能將形成蟲洞,將不同的區域連線到時空,在一個巨大的扭曲中,可粒子之間的糾纏驅動瘋狂連線,而這些斷開的區域不會影響我們的散射計算(因為它們沒有連線到我們在碰撞之前或之後可能到達的任何無窮遠點),它們仍然可能以其他方式影響我們的有限區域。

    當我們檢視斷開連線的 AEM 和連線的 AEM 背後的度量時,我們發現冪級數系列分析中的前一項大於後者。因此,所有 AEM 的 PI 與斷開連線的 AEM 的 PI 大致相同,後者沒有邊界條件。

  • 2 # 惠舒旅社老闆

    從整個宇宙角度上講,時空包含在物質範疇之中。在這個整體之中,一個量子若為陽,那麼另一個相互糾纏的量子就為陰,當陽量子變化時,相互糾纏的陰量子則同時向相反的方向變化,因為它們是同時進行的,因此不存在超光速和不超光速的問題。

    題意理解的差,只能說這些。

  • 3 # 永珍真

    量子糾纏現象是宇宙中暗物質的作用,透過對量子糾纏的研究能夠發現暗物的性質,但也不能夠解釋時空,暗物質的種類很多,各種性質是不同的,那時就能夠解釋時空,到達五維時空,時現神級文明。

  • 4 # 譚宏21

    宇宙是無限的,包括一切的物質及其時空和相互作用形成的資訊(能量)。物質都是運動著的、相互作用地形成各種時空拓撲結構形式,而且是一層一層的拓撲結構;每一層次的物質拓撲,都是由其下一層次的拓撲子集做元素,而形成的一個完備、自洽拓撲形式。

    星際宇觀物質拓撲形式,都是由各種星球形成的星系拓撲,由星球組成某種完備、自洽的星系體系;更大的宇宙拓撲結構,又是由各星系為元素形成的某種完備、自洽的拓撲結構。

    我們生活的地球上的宏觀物質,都是由原子拓撲結構做為元素,而形成的,完備、自洽拓撲結構。而微觀原子拓撲結構,又是由更小的量子拓撲結構,質子、中子、電子,形成的完備、自洽拓撲形式。所有微觀世界的各種拓撲結構,都可籠統地說是由量子拓撲結構形成的完備、自洽拓撲形式。所以說,微觀世界是遵守量子拓撲子集上的完備屬性、自洽屬性和各種拓撲守恆屬性。

    量子拓撲一般是,希爾伯特空間上的結構形式,是復空間的共軛對稱性,可以表示成么正變換下的、某種泛函張量結構形式,可以表達為某個直積空間形式。這就是我們可線性處理的量子事件。而量子糾纏是由於量子世界的高度非線性,量子事件已不可表達成某個直積空間形式了,但它依然遵守量子拓撲的完備、自洽和各種守恆性質。量子糾纏現象就是非線性量子拓撲體系,在遵守量子事件(狀態)完備守恆下的,非定域的資訊守恆關聯現象。量子糾纏現象在微觀量子世界是普遍現象;量子世界非糾纏的、線性量子拓撲體系反而是稀少的,多數都是不可直積線性表達的量子事件。“薛定諤的貓事件”、“雙縫量子干涉事件”、量子隧穿、量子測不準,以及在凝聚態物質中發現的各種“粒子”及其現象(超導、超流等),這都屬於非線性量子拓撲體系。

    量子糾纏應該是量子拓撲上的一種性質,是可用於量子事件傳遞資訊,基於兩個量子糾纏關聯的量子事件,非定域地量子拓撲變換,而產生的資訊傳遞,同時,也是一種能量守恆的、非定域守恆變換形式。

    目前,人們把引力和電磁力進行統一的一個方向就是,時空是量子化的;每個局域時空都是某個完備、自洽、守恆的量子拓撲子集;所謂引力作用或引力波的傳遞,都是某個時空量子拓撲子集的一次變換,完備、自洽、守恆要求下的一次時空量子拓撲變換。正如一個量子糾纏傳播一樣,引力波傳播也可廣義地認為是時空量子拓撲變換,以黎曼空間為“基底”的、時空量子拓撲變換。這樣,量子糾纏與引力波現象“廣義相似”,如果把引力空間“變成”量子化空間,成為了量子拓撲,則這種“歸類”是“恰當”的。

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