量子計算機=黑洞生成器？奇點顛覆哪些認知(3)

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2025-06-20 19:28:44 上觀

為了找出答案，2023年，恩格爾哈特、韋黑伊登與麻省理工學(xué)院的麗莎·楊、奧斯蒙德·?？怂顾潞蛠啴?dāng)·萊文，開始從一個全新的角度來研究宇宙監(jiān)督假說。美國加州大學(xué)圣巴巴拉分校的加里·霍洛維茨表示，他們?nèi)ツ甑难芯砍晒蛄孔影姹镜挠钪姹O(jiān)督論邁出了第一步，“這是一個重大進展”。

恩格爾哈特和她的團隊沒有在經(jīng)典時空理論中尋找裸奇點，而是在量子引力的假設(shè)框架內(nèi)研究了奇點和事件視界的性質(zhì)。量子引力旨在將廣義相對論和量子力學(xué)這兩大現(xiàn)代物理學(xué)支柱統(tǒng)一起來。恩格爾哈特表示，他們的目標(biāo)是找到一種能夠確保形成事件視界的條件。

具體來說，他們使用了一種名為“全息術(shù)”的量子引力方法。其原理是，根據(jù)量子理論的描述，高維時空從低維中產(chǎn)生，方式大致接近從平面投射出全息圖。高維和低維這兩種對現(xiàn)實的描述是對應(yīng)的，你可以設(shè)想自己用一本“經(jīng)典-量子互譯詞典”（專業(yè)稱謂是AdS/CFT對偶），在這兩種描述之間進行轉(zhuǎn)譯。AdS是“主體”時空，CFT是時空的量子表面，亦稱“邊界”。

麗莎·楊說，研究人員在描述這兩個領(lǐng)域的語言之間來回轉(zhuǎn)換，就是想看看主體時空的奇點在CFT中是否有特征，例如黑洞如何出現(xiàn)在CFT中。

恩格爾哈特表示，至少對于量子引力理論家來說，傳統(tǒng)觀點認為，黑洞在CFT中的表現(xiàn)是“最大程度的混沌”。這意味著系統(tǒng)對其初始條件非常敏感，哪怕微小變化都會導(dǎo)致截然不同的結(jié)果。他們由此發(fā)現(xiàn)，CFT中一個與之密切相關(guān)的概念“偽隨機性”也與主體時空中事件視界的存在相關(guān)。盧普薩斯卡說：“你可以用它來診斷黑洞的形成。”

他們把偽隨機性和事件視界之間的這種新聯(lián)系稱為“密碼監(jiān)督”，因為它利用了量子信息和密碼學(xué)領(lǐng)域中日益豐富的一組工具來解決基礎(chǔ)物理學(xué)中的問題。這些聯(lián)系會產(chǎn)生一個奇怪的后果：如果你以足夠的隨機性對一臺量子計算機進行編程，那么它本身就有可能變成一個黑洞。

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