京都大学的硕士生 Tadashi Takayanagi 和教授 Tadashi Takayanagi 发现了一种新的几何公式​​,用于计算称为量子比特“纯化纠缠”的信息量。预计对理解弦理论有用。

 支配微观世界的物理定律称为量子理论,包含在物质微观结构中的基本信息单元称为量子比特。弦论是一个旨在通过融合万有引力理论(万有引力、广义相对论)和量子理论来构建宇宙统一理论的领域。最近,该领域支持并积极研究“引力理论中的宇宙可以看作是量子比特的集合”的新思想。

 2006 年发现的 Kasa-Takayanagi 公式是这个想法的推动力。这就是“两个物体A和B之间共享的量子比特(A和B之间的相关性)的信息量等于该物体对应的宇宙(注)的最小横截面积”。..但是,只有在没有A和B以外的对象(纯态)时,才能通过该公式正确计算信息量。

 众所周知,在A和B区域可以建立连接这些的隧道,A和B的信息反映在这个隧道的内部空间(称为Entanglement Wedge)中。在这项研究中,我们发现了一个非常普遍的公式,即使在存在 A 和 B 以外的物体(混合状态)的情况下也可以应用该公式。它指出“A和B之间共享的量子比特信息(纯化纠缠)量等于​​连接A和B的隧道的最小横截面积。”

 该公式为连接量子比特理论和引力理论提供了一种新的工具,有望有助于进一步理解弦论及其在量子信息论中的应用。

注:反德西特宇宙是一个宇宙常数(暗能量)为负的宇宙。

纸张信息:【自然物理学】:通过全息二元性净化的纠缠

京都大学

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