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时空工程 101 - chakalov.net
5 正如埃尔温·薛定谔在其 1944 年出版的《生命是什么？》（第 28-29 页）一书中所写：“我们在此显然面临一些事件，它们的规律性展开是由一种与物理学的概率机制完全不同的机制所引导的。（…）我们必须准备好寻找一种新型的物理定律。（…）它只不过是量子理论原理的重演。”《简单的量子力学》解释了量子理论原理，该原理在完整的量子世界所铸造的语境“夹克”中得到展现（quanta.pdf 第 6 页）。这是赋予量子世界现实地位的唯一方法，“刚好处于可能性和现实之间的中间”（维尔纳·海森堡）。这同样适用于引力场的现实：“人们不可能想象，引力场是一种‘现实’，也是一种‘虚构’。” （阿尔伯特·爱因斯坦，《自然科学》第 48 卷（1918 年）第 697-702 页，第 700 页。）在这两种情况下，我们都面临着一种准局部现实形式（canvas.pdf 第 8 页）：没有“局部引力能量-动量”（MTW 第 467 页），也没有来自完整量子世界的局部量子“外壳”。共同点是准局部 4+ 0 D 时空，由时间之箭驱动：全局思考，局部行动（waves.pdf）。很简单，不是吗？
关于等效原理作为检测引力 t3 相的规范原理的可测试性
等效原理是爱因斯坦相对论的支柱之一，因此，它最初是在经典理论中表述的，经典理论中，点粒子的所有可观测量，特别是其位置、能量和质量，在粒子的任何状态下都是清晰的。其他原理也是如此，比如能量守恒定律，尽管如此，其在量子理论中的表达和有效性还是被广泛接受。然而，对于量子系统的等效原理的表述存在很大争议：这是因为量子系统可以存在于空间叠加中，而经典表述的等效原理并不直接涵盖这种情况。因此，有人提议将其扩展到量子系统 [ 1 – 3 ]；也有人声称量子系统违反了该原理（例如，参见 Anastopoulos 和 Hu 的引言 [ 4 ] 以及本文的参考文献）；有些人还声称这应该是引力状态降低的原因 [ 5 ]。这里讨论的重点是，等效原理意味着不同质量的粒子应该以相同的速率在相同的引力场中下落。然而，量子德布罗意波长是粒子质量的函数，因此不同质量的粒子在同一引力场中的干涉效果会有所不同。这似乎违反了等效原理的规定，即不同质量的粒子在同一场中的行为无法区分。正如我们将在下文中看到的，在我们提出的量子等效原理中，这并不是一个相关问题。我们相信，对于争议的其他方面也是如此，例如 Anastopoulos 和 Hu [ 4 ] 中提到的方面。在这里，我们想通过类似于能量守恒的方法将等效原理扩展到量子领域。也就是说，为了将该原理扩展到量子领域，我们将假设对于量子叠加的任何分支，该原理都成立。具体来说，我们假设，对于在位置 x 处尖锐的空间叠加态的每个分支，等效原理以其当前接受的形式之一成立：通过在 x 处的局部操作，均匀重力场 g 中静止的点粒子的运动状态与在 x 处经历加速度 − g 的点粒子的运动状态在经验上是无法区分的。
一种新的量子化学模型
为了维持遵循爱因斯坦模型的空间各向异性，我们认为宇宙位于四维（4-D）空间中存在的3型球面的表面上。就像在3-D空间中一样，足球的表面（2球）是二维和各向同性的，在4-D空间中，3-Sphere的表面是三维和各向同性的。即使我们的宇宙关闭，我们的空间曲率也无法被我们检测到，因为我们的空间在引力下自由扩展（就像观察者自由落入引力场一样无法检测到时空的曲率）。由于我们宇宙的空间是封闭的，球形的圆周必须是零点波的波长的整数倍数，从而导致零点场的量化。因此，计算零点场的所有可能模式，我们计算了真空能（或暗能）BE，这与观测数据一致。因此，我们解决了宇宙学的恒定问题，其中标准真空能量的预测
揭开量子技术能力的神秘面纱——...
- 量子特性可用于显著增强传感和测量技术，实现超越传统物理学所能达到的精度测量。据美国前理论物理学教授、专门研究量子传感和量子成像的乔纳森·道林和澳大利亚理论量子物理学家、专门研究量子反馈控制和量子测量的杰拉德·米尔本称，量子传感将对导航、射频通信、地质勘探和医疗诊断等领域产生重大影响。他们的研究表明，量子传感将对环境变化、引力场、电磁辐射甚至分子结构提供更准确、更灵敏的检测。由于量子传感器依靠量子粒子进行测量，因此它们本质上比传统传感器更灵敏，从而引入了大量新的应用、数据洞察和决策能力。
量子引力理论探索中对奇点的四种态度
奇点在基础物理学的最佳理论中占有重要地位：量子场论（QFT）是粒子物理学标准模型的框架，描述了所有基本粒子和力，而广义相对论（GR）将引力描述为时空的曲率。这些奇点有多种类型，引发了人们对它们对这些理论的地位和未来理论发展所暗示的不同诊断。然而，至少其中一些被标准解释为促使人们寻找一种更基本的理论：量子引力（QG）。此外，这些奇点在广义相对论和量子场论中的出现通常被认为表明了量子引力的某些特征，这些特征将使非基础理论中的奇点不再成为问题；也就是说，人们期望新理论将解决或消除特定的奇点，并解释它们在当前理论中的出现。因此，奇点通常不仅被视为寻找新理论的动机，而且还为该理论的形式提供了宝贵的见解。鉴于缺乏可用于辅助其发展的经验动机、指导原则和约束，这一点对于寻找量子引力场至关重要。鉴于奇点的重要性和潜在价值，值得更彻底地研究奇点在广义相对论和量子场论中的意义，以了解它们对寻找量子引力场有何启示。特别有趣的是，对比这些理论对不同奇点的不同态度，并探究对量子引力场的推测含义是否有充分的动机。这是本文的目的。我们首先考虑广义相对论中的两种时空奇点：测地线不完备性（§2.1）和曲率奇点（§2.2）。关于广义相对论中这些奇点的意义，物理学界和哲学界的主流态度已经存在分歧。在物理学中，时空奇点通常被认为代表广义相对论的“崩溃”，因而指出需要量子广义相对论。我们在哲学中发现了相反的态度，因为一些著名文献试图明确广义相对论“崩溃”的意义，却找不到任何可以指责该理论不完备的答案。我们概述了一些论据，说明为什么每一种类型的奇点都可能被认为是有问题的，从而需要加以解决。特别是，§2.3 提出了一个论据，说明曲率奇点如何可能被认为是广义相对论“崩溃”的信号，我们认为这在哲学文献中一直被低估了。然后，我们考虑 QFT 中的两种奇点：紫外发散，通常被认为源于使用微扰理论（§3.1）；以及朗道极点，紫外发散，通常被认为不是源于使用微扰理论（§3.2）。接下来（§3.3），我们考虑在量子场论的框架下以微扰方式处理广义相对论中的发散（即与爱因斯坦-希尔伯特作用的不可重正化相关的发散），以及渐近安全场景提出的潜在解决方案。在§3.4中，我们发现了对量子场论奇点的四种可能立场。这四种立场是当前理论中对奇点的四种更一般态度的案例。在§4中，我们概述了对奇点的四种态度，这主要基于对物理学文献的调查。虽然似乎普遍一致认为至少一些奇点必须或将会被重正化，但这并不意味着我们对奇点的态度是绝对的。
![arXiv:2406.03256v1 [quant-ph] 2024 年 6 月 5 日](/simg/2\27f4f3bc2290bd8b43077955ede60e82afd90503.png)
arXiv:2406.03256v1 [quant-ph] 2024 年 6 月 5 日
我们研究了 transmon 量子比特与经典引力场的相互作用。利用引力红移和 Aharonov-Bohm 相位的一般现象，我们表明纠缠量子态以通用速率失相。引力相移用量子计算噪声通道来表示。我们给出了一种基于改进的相位估计算法的测量协议，该算法与相位漂移呈线性关系，最适合测量从引力通道获取的小相位。此外，我们提出基于量子比特的平台作为精密重力仪和机械应变计的量子传感器，作为该现象实用性的一个例子。我们估计测量局部重力加速度的灵敏度为 δg/g ∼ 10 − 7 。本文表明经典引力对量子计算硬件有着不小的影响，并说明了量子计算硬件如何用于计算以外的目的。虽然我们关注超导量子比特，但我们指出引力相位效应对所有量子平台都具有普遍性。
超越经典纠缠的量子关联……
已知两个质量之间的牛顿相互作用的直接量化可以建立纠缠，如果检测到纠缠，将见证引力场的量子性质。引力相互作用也与依赖经典通道的引力退相干模型兼容，因此无法产生纠缠。在这里，我们在典型案例中表明，尽管没有纠缠，引力的经典通道模型仍然可以以两个质量之间的量子不和谐形式建立量子关联。这在 Kafri-Taylor-Milburn (KTM) 模型和最近提出的该模型的耗散扩展中得到了证明。在这两种情况下，从不相关状态开始，通常会产生大量不和谐。这最终在 KTM 模型中衰减，而在其耗散扩展中收敛到一个小的固定值。我们还发现，对质量状态的初始局部压缩可以显著增强产生的不和谐。
太空探索住宿
重力与地球不同。在太空中，重力使月球保持在绕地球运行的轨道上。由于国际空间站 (ISS) 距离地球表面较近，其轨道位于地球与月球总距离的约 2% 处。因此，地球的引力场在距离地面 120 至 360 英里的典型轨道高度仍然相当强。然而，由于自由落体的情况，国际空间站中存在微重力环境。您可能在不知情的情况下经历过类似的情况。例如，由于垂直下降而产生短暂自由落体的游乐园游乐设施，或过山车的连绵起伏的山丘。太空科学家和工程师通过使用特殊手柄和 Velcro 带为微重力环境提供便利。宇航员在工作、睡觉和上厕所时会利用这些不同的便利设施。此外，考虑到长时间处于微重力环境中会影响肌肉强度和骨骼密度，宇航员必须在专门设计的机器上定期锻炼。