物理学家利用量子世界电气化破解量子引力
一个研究小组通过电路实验探索重力的量子特性，旨在推动理论物理学和信号处理技术的发展。
卓越集群 ct.qmat 的科学家开发出了一种在实验室中模拟量子引力中心理论的方法。他们的目标是：解释量子世界中以前无法解释的现象。
理解量子引力：弥合差距
引力对物理学家来说已不再是个谜——至少在 WhatsApp 数据 远距离上是如此：借助科学，我们可以精确计算行星的轨道、预测潮汐，并将火箭送入太空。然而，引力的理论描述在最小粒子的层面，即所谓的量子层面，已经达到了极限。
“要解释大爆炸或黑洞内部，我们必须了解引力的量子特性，”德国巴伐利亚州维尔茨堡大学 (JMU) 理论物理学 III 系主任 Johanna Erdmenger 教授解释道。“在极高能量下，经典引力定律失效。因此，我们的目标是促进开发能够解释所有尺度（包括量子层面）引力的新理论。”
“AdS/CFT 对应”是量子引力的核心理论，在开发新模型方面发挥着重要作用。它指出，高维空间中的复杂引力理论可以用该空间边界上的更简单的量子理论来描述。
[解释：“AdS”代表“反德西特”，一种特殊类型的时空，像双曲线一样向内弯曲。“CFT”代表“共形场论”，该理论描述的是在所有空间距离上属性相同的量子物理系统。]
“这听起来很复杂，但解释起来很容易，”Erdmenger 说。“AdS/CFT 对应关系让我们能够使用更简单的数学模型来理解复杂的引力过程，比如量子世界中存在的引力过程。它的核心是一个弯曲的时空，可以被认为是一个漏斗。对应关系表明，漏斗边缘的量子动力学必须与内部更复杂的动力学相对应——类似于钞票上的全息图，尽管它本身只有二维，但却能生成三维图像。”
量子引力的实验方法
如今，Erdmenger 和她的团队已经开发 工作流自动化的重要性 出一种方法，通过实验检验此前未经证实的 AdS/CFT 对应关系的预测：使用分支电路来模拟弯曲时空——电路各个分支点处的电信号与时空不同点处的引力动力学相对应。研究团队的理论计算表明，在提出的电路中，模拟时空边缘的动力学也与内部的动力学相对应——因此，该电路可以实现对 AdS/CFT 对应关系的中心预测。
通过量子实验推动技术进步
下一步，维尔茨堡研究团队计划将研究中 adb 目录 描述的实验装置付诸实践。除了引力研究的重大进展外，这还可能带来技术创新。“我们的电路还开辟了新的技术应用，”Erdmenger 解释道。“基于量子技术，它们有望以更低的损耗传输电信号，因为模拟的空间曲率会捆绑并稳定信号。这将成为人工智能神经网络信号传输的突破。”
加拿大阿尔伯塔大学、德国德累斯顿马克斯普朗克复杂系统物理研究所、美国塔斯卡卢萨阿拉巴马大学和德国维尔茨堡大学理论物理学 I 系作为合作伙伴参与了这项国际研究。维尔茨堡-德累斯顿卓越集群“ct.qmat – 量子材料的复杂性和拓扑性”提供了资金支持。
