時空の量子情報と量子測定の研究

时空量子信息与量子测量研究

基本信息

批准号：
19K03838
负责人：
堀田昌寛
金额：
$ 2.75万
依托单位：
Tohoku University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
财政年份：
2019
资助国家：
日本
起止时间：
2019-04-01 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

量子重力における量子測定理論の構築を視野にいれた、機械学習の研究を行い、Physical Review Dに論文を発表をした。量子重力理論では、量子的時空の重ね合わせを観測する観測者の存在が重要と考えられるが、その「観測者」を機械学習に基づいたAIとした場合に、時空計量の測定における原理的諸問題は何かを明らかにした。時空にばら撒かれたダストや小天体の軌道の画像データを基にして、教師付き学習のためのデータを生成し、それをAIに学習させたのちに、新しい時空における軌道画像データを入力して、その時空計量のパラメータを推定させる問題を考えている。AIがどうしても区別できない異なる時空が存在することを示し、その２つの時空の関係性をDeep Learning Isometryとして理論的に整備を行った。これは量子重ね合わせにある２つの時空をAIが量子測定をしても、その重ね合わせが壊れない場合があることを意味し、従来の量子重力理論では議論をされてこなかった新しい側面を明確にしたことになっている。また超弦理論で議論をされてきたAdS/CFT対応における機械学習の新しい役割を提案した。2+1次元の反ドジッター時空（AdS）に双対である1+1次元共形場において、状態推定を行う機械学習的AIにもAdSバルク側に対応する機械学習AIが存在すべきと予想される。本研究では、それが境界近傍の情報だけでなく、バルクの深層の情報まで採り入れた軌道画像データを学習したAIであろうという示唆を与える結果を得ている点でも重要な結果となっている。またAdSの宇宙項やブラウン=ヘノーの電荷の大きさを推定する具体的なプログラムも作成し、その効率を論じている。

他进行了机器学习研究，旨在建立量子引力的量子测量理论，并在《Physical Review D》上发表了论文。在量子引力理论中，观察量子时空叠加的观察者的存在被认为很重要，但当该“观察者”是基于机器学习的人工智能时，测量时空度量的原理找出问题所在。监督学习的数据是根据时空中散布的尘埃和小天体的轨道图像数据生成的，让AI学习后，输入新时空的轨道图像数据。估计时空度量参数的问题。我们证明了存在人工智能无法区分的不同时空，并且我们从理论上将这两个时空之间的关系建立为深度学习等距。这意味着，即使人工智能对处于量子叠加的两个时空进行量子测量，叠加也可能不会被打破，这澄清了传统量子引力理论中尚未讨论的一个新方面。应该是。我们还提出了机器学习在支持 AdS/CFT 方面的新作用，这已经在弦理论中进行了讨论。在与 2+1 维反 Dositter 时空 (AdS) 对偶的 1+1 维共形场中，预计应该有一个与 AdS 体侧相对应的机器学习 AI 来进行状态估计。。这项研究的一个重要成果还在于，它表明它是一种学习轨迹图像数据的人工智能，不仅包含边界附近的信息，还包含大量的深层信息。我们还创建了一个具体的程序来估计 AdS 的宇宙学项和 Brown-Henow 电荷的大小，并讨论了其效率。

项目成果

期刊论文数量（15）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

Asymptotic symmetries at horizons

视界渐近对称

DOI：
发表时间：
2021
期刊：
影响因子：
0
作者：
Maruyama Tomoyuki;Balantekin A. Baha;Cheoun Myung-Ki;Kajino Toshitaka;Mathews Grand J.;Tatsuhiro Misumi;江尻信司;S. Kumano;Takahiko Matsubara;Masahiro Hotta
通讯作者：
Masahiro Hotta

Soft-Hair Symmetries at Horizons

地平线处的软毛对称性

DOI：
发表时间：
2021
期刊：
影响因子：
0
作者：
Nakazato Ken’ichiro;Nakanishi Fumi;Harada Masayuki;Koshio Yusuke;Suwa Yudai;Sumiyoshi Kohsuke;Harada Akira;Mori Masamitsu;Wendell Roger A.;Masahiro Hotta
通讯作者：
Masahiro Hotta

Strong Chaos of Fast Scrambling Yields Order: Emergence of Decoupled Quantum Information Capsules

快速扰乱的强混沌产生秩序：解耦量子信息胶囊的出现