我们提出一个离散的信息基底作为基础层,时空结构、标准模型规范对称性、黑洞熵、全息对偶性和综合复杂性度量由此产生。我们将基底构建为具有明确定义的局部更新规则的四维晶格系统。通过使用重正化群 (RG) 分析系统,我们证明了洛伦兹不变性可以在低能量下出现。通过将基态表示为张量网络,我们将出现的大尺度几何连接到全息对偶,从而重现纠缠熵的 Ryu-Takayanagi 公式。离散视界上的组合微态计数得出贝肯斯坦-霍金黑洞熵定律。此外,我们定义了一个与综合信息理论的 Φ 一致的综合复杂性度量,将复杂性定义为底层因果结构的突发属性。特殊极限重现了已知的理论,例如圈量子引力 (LQG) 和因果集理论,强调这些框架是更基本基础的涌现现象。最后,我们讨论了哥德尔不可判定性和认识论极限,它们是复杂的涌现行为的自然结果。这项工作将涌现定位为将基础物理学的多个方面编织在一起的统一概念。
在这篇评论中,我们讨论了黑洞信息悖论方面的一些最新进展。在深入研究之前,让我们先讨论一下总体动机。研究量子引力的主要动机之一是了解宇宙的最初时刻,我们预计量子效应占主导地位。在寻找这一理论时,最好考虑更简单的问题。一个更简单的问题涉及黑洞。它们的内部也包含一个奇点。这是一个各向异性的大挤压奇点,但这也是量子引力必不可少的情况,因此很难分析。然而,黑洞为我们提供了从外部研究它们的机会。这更简单,因为远离黑洞我们可以忽略引力的影响,我们可以想象提出尖锐的问题,从远处探测黑洞。这些问题之一将成为这篇评论的主题。我们希望,通过研究这些问题,我们最终能够理解黑洞奇点,并为大爆炸吸取一些教训,但我们不会在这里这样做。70 年代对黑洞的研究表明,黑洞表现为热物体。它们的温度会导致霍金辐射。它们还具有由视界面积决定的熵。这表明,从外部的角度来看,它们可以被视为一个普通的量子系统。霍金通过我们现在所知的“霍金信息悖论”反对这一想法。他认为黑洞会破坏量子信息,而宇宙的冯·诺依曼熵会因黑洞形成和蒸发的过程而增加。90 年代使用弦理论(一种量子引力理论)的结果为研究非常具体的引力理论的这一问题提供了一些精确的方法。这些结果强烈表明信息确实会出现。然而,目前的理解需要量子系统具有某些对偶性,而时空的几何形状并不明显。在过去的 15 年中,人们对引力系统的冯·诺依曼熵有了更好的理解。熵的计算也涉及表面面积,但表面不是视界。它是一个使广义熵最小化的曲面。这个公式几乎和黑洞熵的贝肯斯坦公式一样简单 [1,2]。最近,该公式被应用于黑洞信息问题,提供了一种计算霍金辐射熵的新方法 [3,4]。最终结果与霍金的结果不同,但与幺正演化一致。细粒度熵公式的第一个版本由 Ryu 和 Takayanagi [5] 发现。随后,许多作者对其进行了改进和推广 [3,4,6–11]。最初,Ryu-Takayanagi公式被提出来计算反德西特时空中的全息纠缠熵,但目前对这个公式的理解更为普遍。它既不需要全息术,也不需要纠缠,也不需要反德西特时空。相反,它是与引力耦合的量子系统的细粒度熵的通用公式。
摘要:我们制定并朝着证明弱宇宙审查猜想的量子版本迈出了两大步。我们首先证明“密码审查”:一个定理,表明当全息 CFT 的时间演化算子在某些代码子空间上近似为伪随机(或 Haar 随机)时,则在相应的体对偶中一定存在事件视界。这个结果提供了一个一般条件,保证(在有限时间内)事件视界的形成,同时对全局时空结构做最少的假设。我们的定理依赖于最近量子学习不可行定理的扩展,并使用伪随机测量集中的新技术来证明。为了将此结果应用于宇宙审查,我们将奇点分为经典、半普朗克和普朗克类型。我们说明经典和半普朗克奇点与近似伪随机 CFT 时间演化兼容;因此,如果此类奇点确实近似伪随机,那么根据密码审查,它们在不存在事件视界的情况下不可能存在。该结果提供了一个充分条件,保证了关于量子混沌和热化的开创性全息结果(其普遍适用性依赖于视界的典型性)不会因 AdS/CFT 中裸奇点的形成而失效。
论文集《艺术中的混乱》从比较的角度考察了当代文化中各类艺术的审美混乱现象。它假定,当代艺术的政治潜力并非(至少并非唯一)来自于向观众和接受者呈现公开的政治内容。相反,它来自于使用形式手段创造一个特定的感知和互动空间:一个使霸权的行动和交流结构可观察的空间,从而使它们的自明性问题化,并最终使它们有选择地失效。本书中的贡献概念化了媒体中各种历史和当代形式政治,这些政治的目的不仅仅是震撼策略,它们不仅关注艺术作为艺术的“自恋”展示,而且最重要的是,关注创造一种新的“共同经验视界”(Stegemann 2015:156)。在此过程中,他们结合了对从 E.T.A. 霍夫曼到史蒂夫·麦昆的典型作品、程序和行动的分析,并参考了 20 世纪和 21 世纪文学、媒体和艺术领域的核心理论辩论。通过将媒体和传播研究中的破坏概念(Shannon 和 Weaver 1949)应用于美学领域的配置和星座,他们根据具体的例子展示了在冲突的社会中,如何
随着嘈杂的中型量子 (NISQ) 设备的出现,实用的量子计算似乎已经触手可及。然而,要超越原理验证计算,当前的处理架构将需要扩展到更大的量子电路,这将需要快速且可扩展的量子误差校正算法。在这里,我们提出了一种基于神经网络的解码器,对于受去极化噪声和综合征测量误差影响的稳定器代码系列,该解码器可扩展到数万个量子比特(与其他最近的机器学习启发解码器相比),并且在各种错误率(低至 1%)下解码时间比最先进的联合查找解码器更快。关键创新是通过在底层代码上移动预处理窗口来自动解码小规模的错误综合征,类似于模式识别方法中的卷积神经网络。我们表明,这种预处理步骤可以在实际应用中有效地将错误率降低多达 2 个数量级,并且通过检测相关效应,将实际错误阈值提高到比传统纠错算法(例如联合查找或最小权重完美匹配)的阈值高出 15%,即使在存在测量误差的情况下也是如此。这种机器学习辅助量子纠错的现场实施将是将纠缠边界推向 NISQ 视界之外的决定性一步。
广义相对论允许时空扭曲。这一关键特性广泛地揭示了大量具有奇特性质的相当有趣的几何结构。其中,黑洞是一类极其有趣且无处不在的几何结构,最近已被事件视界望远镜实验 [ 1 , 2 ] 以及基于引力波的实验 [ 3 ] 直接探测到。从早期对黑洞的理论研究,特别是爱因斯坦和罗森在 [ 4 ] 中的研究,人们推测黑洞及其他地方可能存在一种连接到渐近区域的特殊几何结构。在 [ 5 ] 中,此类几何结构被称为“虫洞”。从那时起,此类几何结构就一直是科学和科幻小说灵感和想象力的源泉。具体来说,由于虫洞通过“喉部区域”连接到两个(或更多)渐近几何,它长期以来一直启发人们在宇宙中实现极快的旅行。然而,经过进一步的审查,我们可以区分出两种虫洞:一种是对于这种旅行来说不稳定的虫洞,或者需要一些奇异物质场的支持才能供人类穿越;另一种是可穿越的虫洞,虽然可以由标准物质场支持,但不提供两点之间的最短路径。尽管如此,这些几何形状将理论物理学中的基础概念(如因果关系、局部性、时间保护等)结合在一起,并帮助我们进一步完善它们。这是一个很好的参考点,可以参考
扩散模型已成为一种有前途的数据驱动规划方法,并已展示出令人印象深刻的机器人控制、强化学习和视频规划性能。给定一个有效的规划器,需要考虑的一个重要问题是重新规划——何时应由于动作执行错误和外部环境变化而重新生成给定的计划。直接执行计划而不进行重新规划是有问题的,因为来自单个动作的错误会迅速累积,并且环境是部分可观察和随机的。同时,在每个时间步重新规划会产生大量的计算成本,并且可能会阻止任务成功执行,因为不同的生成计划会阻止任何特定目标的一致进展。在本文中,我们探讨了如何使用扩散模型有效地进行重新规划。我们提出了一种原则性方法来确定何时重新规划,该方法基于扩散模型对现有生成计划的估计可能性。我们进一步提出了一种重新规划现有轨迹的方法,以确保新计划遵循与原始轨迹相同的目标状态,这可以有效地引导先前生成的计划。我们说明了我们提出的附加功能组合如何显著提高扩散规划器的性能,使其在 Maze2D 上的性能比过去的扩散规划方法提高了 38%,并进一步实现了随机和长视界机器人控制任务的处理。视频可在匿名网站上找到:https://vis-www.cs.umass. edu/replandiffuser/ 。
辐射。然而,这种辐射只取决于黑洞的几何特性,完全由其质量、电荷和角动量表征,而不取决于最初形成黑洞或进入黑洞的物质的细节。详情见图1。在图1所示的黑洞蒸发过程中,I − 处的初始纯内态(例如,在形成黑洞的下落物质的经典配置周围“达到峰值”的相干内态)与 I + 处的最终外态是酉不等价的,后者必然是混合的,因为 I + 不是蒸发前区域的柯西曲面,这一点在过去已经多次被争论过(例如参见 [ 4 ])。这就是黑洞信息丢失之谜,简洁地表述为在半经典蒸发图中,最初的蒸发前纯态可以演化为蒸发后混合态的情况。因此,量子决定论似乎失败了(大致称为信息丢失——我们将继续使用这个术语)。有多种方法可以缓解或解决这个难题,但这些方法都不是定论。例如,请参阅[3-6]中的一些有趣的观点和历史记载。我们的目的是论证,与通常的民间传说相反,标准的半经典论证不会导致信息丢失。相反,有强有力的证据表明,量子强宇宙审查似乎阻止了对蒸发最后阶段的真正半经典描述。此外,我们认为,如果从表面上看,半经典引力表明最终奇点的形成,而不是图 1 中的柯西视界,并且没有
另一种可能性是永动机,在这方面,星际飞船的速度是第二个问题,但第一个问题是如何设计这样一个物体,使其在没有任何燃料或外部阈值或触发器的情况下永远运动下去。用于星际旅行的最多的概念是量子泡沫或宇宙时空结构的“曲速引擎”,这个概念是创造这样的曲速引擎,它可以扭曲时空或在超空间中旅行。由于量子力学效应,量子泡沫是空间结构中每个小尺度上的时空波动。高维运输飞船也具有四维或更像太空中的宇宙立方的导航能力,可以探索和进入新的不同的宇宙,这个宇宙有完全不同的规律、物体、行星、恒星和形状,有可能出现与人类相比最具智慧的生命形式。黑洞、虫洞和超空间可以使这一切成为可能,但这方面需要超高速宇宙飞船,因为在“事件视界”甚至光也无法通过奇点,而奇点处的引力巨大,时间在这里终结。我担心,要前往数十亿万光年之外的星系、超级星系团、星际、多元宇宙或最终存在的全能宇宙,我们需要这样一种运输飞船,其速度是光速的几倍。因此解决方案可能是基于“超光速”粒子或基于第赫子粒子的航天器工程,这是一种假设的粒子,其速度总是比光速快。另外,另一种可能性是基于“中微子”的宇宙飞船进行星际或太空旅行,中微子是一种与电子非常相似的亚原子粒子,但不带电荷,质量可以忽略不计,可以假设为零。
望远镜系统的角分辨率受限于相干孔径的大小,孔径越大,角分辨率越精细。这可以通过制造更大的望远镜来实现,或者通过组合多个望远镜阵列来模拟更大的望远镜。后者允许用户在探测器之间创建非常长的基线,而无需使用单个的大型探测系统;使用甚长基线干涉测量法 (VLBI) 的望远镜系统已经能够获得更高质量的天文物体图像。然而,直接探测 VLBI 对于较高频率的光子(例如可见光子)来说更加困难,因为这些波长在光纤中的传输损耗较大,并且无法直接记录光频率的电场(与射电望远镜相比,射电望远镜的信号可以先以电子方式记录,然后像事件视界望远镜 [ 1 ] 一样进行“干涉”)。 Gottesman、Jennewein 和 Croke 提出通过检测望远镜之间的相关性来规避这一限制,每个望远镜都由一个天文光子和一个地面光子的叠加组成(望远镜之间的相对相位可控)[2]。本质上,这两个过程之间存在量子力学的双光子干涉,其中天文光子进入一个望远镜,地面光子进入另一个望远镜,反之亦然。干涉可见度作为望远镜基线分离的函数的变化决定了两个望远镜处光源的相互相干性,进而通过范西特-泽尔尼克定理,人们可以确定光源的强度分布[3]。在这里,我们使用来自自发参量下转换(SPDC)的光子进行了原理验证演示。