美德科学家成功解决了一大难题:混沌黑洞量子多体系统的物理性质


美德科学家成功解决了一大难题:混沌黑洞量子多体系统的物理性质


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美德科学家成功解决了一大难题:混沌黑洞量子多体系统的物理性质


美国和德国科学家们说:“我们已经找到了一个非常简单的解决物理学中一个重要问题的方法 。 我们的结果为理解从黑洞到复杂多体系统的混沌量子系统的物理性质提供了坚实的基础 。 ”理论科学家们仅仅只用纸笔 , 即纯粹通过分析 , 成功地证明了一个对复杂量子多体系统具有重大影响的猜想 。 “例如 , 当你想描述黑洞甚至虫洞的体积时 , 这起到了一定的作用 。 ”该团队的一位博士生导师解释说 。
【美德科学家成功解决了一大难题:混沌黑洞量子多体系统的物理性质】复杂的量子多体系统可以通过量子比特电路来重建 。 然而问题是:准备所需状态需要多少基本操作?从表面上看 , 这种最小的操作次数 , 也就是系统的复杂性似乎一直在增长 。 斯坦福大学的一位物理学家将这一直觉表述为一种类数学猜想:“多粒子系统的量子复杂性应该首先在天文上长时间线性增长 , 然后 , 他们会在一段时间里保持在最大复杂性的状态 。 我们的推测是由理论虫洞的行为推动的 , 虫洞的体积似乎在很长一段时间内呈线性增长 。 ”
“事实上 , 从两个不同的角度进一步推测 , 虫洞的复杂性和体积是一个相同的量 。 ”科学家们解释说:“这种描述上的冗余也被称为全息原理 , 是统一量子理论和引力相关理论的重要途径 。 布朗和苏斯金德关于复杂性增长的猜想可以被视为对全息原理相关思想的合理性检验 。 ”该小组现在已经证明 , 随机电路的量子复杂性确实随时间线性增加 , 直到在与系统大小成指数关系的时间点完成饱和 , 这种随机回路是许多系统动力学的有力模型 。 “我们的证明是几何方法和量子信息论方法的结合 , 这种新方法使解决绝大多数系统的猜想成为可能 , 而不必解决个别状态的众所周知的难题 。 ”这位科学家补充道 。



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