Hành trình của chúng tôi bắt đầu với một câu hỏi đơn giản: Liệu chúng ta có thể tưởng tượng lỗ đen là một hệ thống thông tin lượng tử không? ️ Điều này khiến chúng ta phải suy nghĩ lại về nghịch lý thông tin lỗ đen, một câu đố lớn trong vật lý lý thuyết phát sinh từ mâu thuẫn rõ ràng giữa cơ học lượng tử và thuyết tương đối rộng.

Nghịch lý bắt nguồn từ thực tế là cơ học lượng tử nhấn mạnh vào sự bảo toàn thông tin, trong khi thuyết tương đối rộng ngụ ý rằng thông tin bị mất khi vật chất rơi vào lỗ đen.

‍♂️ Làm sao dung hòa được hai nguyên tắc tưởng chừng trái ngược này?

Một góc nhìn mới – Trọng lực/Thông tin tương đương:

Chúng tôi đã tiếp tục khám phá khá nhiều khái niệm và ý tưởng để giải quyết vấn đề này. Đây chỉ là tóm tắt.

Thông tin lượng tử và năng lượng:

Trong lý thuyết thông tin lượng tử, nội dung thông tin của một hệ lượng tử được định lượng bằng entropy von Neumann, S. Đối với trạng thái lượng tử ρ, nó được định nghĩa là S = -Tr(ρ log ρ), trong đó Tr biểu thị phép toán vết và logarit là cơ số 2.

Năng lượng của một hệ lượng tử thường được cho bởi giá trị kỳ vọng của Hamiltonian, H, được định nghĩa là E = Tr(ρH). Nếu chúng ta đưa ra giả thuyết rằng mỗi bit thông tin lượng tử cần một chi phí năng lượng cơ bản, E_bit, để xử lý, thì tổng năng lượng liên quan đến quá trình xử lý thông tin sẽ là E = E_bit * S.

Độ cong của không thời gian và trọng lực:

Trong thuyết tương đối rộng của Einstein, độ cong của không thời gian được gói gọn bởi tenxơ Einstein, G. Độ cong này được tạo ra bởi sự phân bố năng lượng và động lượng trong không thời gian, được mô tả bởi tenxơ năng lượng-động lượng, T, thông qua các phương trình trường của Einstein: G = 8πT.

Thông tin liên kết và trọng lực:

Nếu chúng ta thay thế năng lượng trong tenxơ động lượng năng lượng bằng năng lượng liên quan đến xử lý thông tin, chúng ta có thể sửa đổi tenxơ động lượng năng lượng thành T' = (E/c^2 + p'/c^2)u⊗u – p ' g, trong đó p' là một thuật ngữ "áp suất lượng tử" suy đoán.

Thay thế tenxơ động lượng-năng lượng đã sửa đổi vào các phương trình trường của Einstein sẽ tạo ra một tập hợp các phương trình mới: G = 8πT' = 8π(E_bit * S/c^2 + p'/c^2)u⊗u – 8πp' g.

Phương trình này tạo thành mấu chốt của sự tương đương thông tin trọng lực của chúng ta. Nó gợi ý về mối liên hệ giữa độ cong của không thời gian (lực hấp dẫn) và nội dung thông tin của một hệ lượng tử.

Đây là một phiên bản đơn giản hóa của chính quá trình suy nghĩ

Mặc dù phiên động não của tôi chỉ là một thử nghiệm (Đừng thích phát minh ra GUT trong một buổi chiều;)) - Tôi nghĩ rằng nó đã chứng minh tiềm năng của AI với tư cách là một đối tác tư tưởng trong việc khám phá các lãnh thổ chưa được khám phá. Và nó rất vui.