Decoding a black hole: quantum information theory meets quantum gravity

解码黑洞:量子信息论遇上量子引力

基本信息

  • 批准号:
    RGPIN-2018-04502
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 2.4万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    加拿大
  • 项目类别:
    Discovery Grants Program - Individual
  • 财政年份:
    2019
  • 资助国家:
    加拿大
  • 起止时间:
    2019-01-01 至 2020-12-31
  • 项目状态:
    已结题

项目摘要

Will the information thrown into a black hole be destroyed, or might it be recovered from the Hawking radiation that is emitted as the black hole evaporates? The black hole information puzzle, originally posed by Hawking in 1970s, has remained as one of the most fascinating yet challenging open questions in theoretical physics, highlighting the challenge in reconciling general relativity with quantum mechanics. Evidence from string theory, namely the AdS/CFT correspondence, suggests that the information, rather than being destroyed, can be encoded in the black hole's internal degrees of freedom and eventually transferred to the outgoing radiation. However, the issue remains controversial, and the mechanism by which the information escapes from a black hole remains elusive.******Quantum information theory addresses quantitative questions about the acquisition, transmission, and processing of information in quantum systems. Though quantum information theory by itself cannot resolve the black hole information puzzle, it can provide intuition and analytical/numerical tools that help to sharpen our understanding of the question. The last five years witnessed how applications of theoretical ideas from quantum information science to quantum gravity questions lead to breakthrough ideas. A hallmark of recent fruitful synergy is my own work on a toy model of the AdS/CFT correspondence based on a novel construction of quantum error-correcting codes. The model provided sharp insights on a rather surprising relation between gravity and quantum entanglement through the lens of quantum coding theory. ******In this research program, I will address various puzzles concerning black holes and quantum gravity, including the aforementioned information problem, by utilizing techniques from modern quantum information theory. This direction of research, addressing fundamental questions at the forefront of quantum gravity and string theory, provides a link to active areas in quantum information theory, such as quantum channels/communication, quantum error-correcting codes, tensor network techniques and quantum algorithms. Furthermore, it opens new research avenues at the interface between quantum gravity, quantum information theory and condensed matter theory. Studies of exotic properties of black holes through the lens of quantum information theory will also provide useful new tools/concepts for quantum information theory itself. Experimental simulations of the chaotic behaviour of black holes may provide an ideal platform for demonstrating the advantage of quantum systems over classical systems. These questions will also bring insights from theoretical physics to further advance our understanding of quantum information theory itself.
扔进黑洞的信息会被破坏,还是会从黑洞蒸发时发出的霍金辐射中恢复?黑洞信息之谜最初由霍金在 20 世纪 70 年代提出,至今仍然是理论物理学中最令人着迷但最具挑战性的开放问题之一,凸显了协调广义相对论与量子力学的挑战。来自弦理论的证据,即 AdS/CFT 对应关系,表明信息不会被破坏,而是可以被编码在黑洞的内部自由度中,并最终转移到传出的辐射中。然而,这个问题仍然存在争议,信息从黑洞逃逸的机制仍然难以捉摸。*****量子信息理论解决了有关量子系统中信息获取、传输和处理的定量问题。尽管量子信息论本身无法解决黑洞信息之谜,但它可以提供直觉和分析/数值工具,帮助加深我们对这个问题的理解。过去五年见证了从量子信息科学到量子引力问题的理论思想的应用如何带来突破性的想法。最近富有成效的协同作用的一个标志是我自己在 AdS/CFT 通信玩具模型上的工作,该模型基于量子纠错码的新颖结构。该模型通过量子编码理论的视角,对引力与量子纠缠之间相当令人惊讶的关系提供了敏锐的见解。 ******在这个研究项目中,我将利用现代量子信息论的技术来解决有关黑洞和量子引力的各种难题,包括前面提到的信息问题。该研究方向解决量子引力和弦理论前沿的基本问题,提供了与量子信息理论活跃领域的联系,例如量子通道/通信、量子纠错码、张量网络技术和量子算法。此外,它在量子引力、量子信息论和凝聚态理论之间开辟了新的研究途径。通过量子信息理论的视角研究黑洞的奇异特性也将为量子信息理论本身提供有用的新工具/概念。黑洞混沌行为的实验模拟可能为展示量子系统相对于经典系统的优势提供一个理想的平台。这些问题也将带来理论物理学的见解,进一步增进我们对量子信息论本身的理解。

项目成果

期刊论文数量(0)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)

数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}

{{ item.title }}
{{ item.translation_title }}
  • DOI:
    {{ item.doi }}
  • 发表时间:
    {{ item.publish_year }}
  • 期刊:
  • 影响因子:
    {{ item.factor }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}
  • 通讯作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ monograph.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ sciAawards.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ conferencePapers.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ patent.updateTime }}

Yoshida, Beni其他文献

Holographic quantum error-correcting codes: toy models for the bulk/boundary correspondence
  • DOI:
    10.1007/jhep06(2015)149
  • 发表时间:
    2015-06-23
  • 期刊:
  • 影响因子:
    5.4
  • 作者:
    Pastawski, Fernando;Yoshida, Beni;Preskill, John
  • 通讯作者:
    Preskill, John
Chaos and complexity by design
  • DOI:
    10.1007/jhep04(2017)121
  • 发表时间:
    2017-04-20
  • 期刊:
  • 影响因子:
    5.4
  • 作者:
    Roberts, Daniel A.;Yoshida, Beni
  • 通讯作者:
    Yoshida, Beni
Chaos in quantum channels
  • DOI:
    10.1007/jhep02(2016)004
  • 发表时间:
    2016-02-01
  • 期刊:
  • 影响因子:
    5.4
  • 作者:
    Hosur, Pavan;Qi, Xiao-Liang;Yoshida, Beni
  • 通讯作者:
    Yoshida, Beni
Chaos, complexity, and random matrices
  • DOI:
    10.1007/jhep11(2017)048
  • 发表时间:
    2017-11-09
  • 期刊:
  • 影响因子:
    5.4
  • 作者:
    Cotler, Jordan;Hunter-Jones, Nicholas;Yoshida, Beni
  • 通讯作者:
    Yoshida, Beni

Yoshida, Beni的其他文献

{{ item.title }}
{{ item.translation_title }}
  • DOI:
    {{ item.doi }}
  • 发表时间:
    {{ item.publish_year }}
  • 期刊:
  • 影响因子:
    {{ item.factor }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}
  • 通讯作者:
    {{ item.author }}

{{ truncateString('Yoshida, Beni', 18)}}的其他基金

Decoding a black hole: quantum information theory meets quantum gravity
解码黑洞:量子信息论遇上量子引力
  • 批准号:
    RGPIN-2018-04502
  • 财政年份:
    2022
  • 资助金额:
    $ 2.4万
  • 项目类别:
    Discovery Grants Program - Individual
Decoding a black hole: quantum information theory meets quantum gravity
解码黑洞:量子信息论遇上量子引力
  • 批准号:
    RGPIN-2018-04502
  • 财政年份:
    2021
  • 资助金额:
    $ 2.4万
  • 项目类别:
    Discovery Grants Program - Individual
Decoding a black hole: quantum information theory meets quantum gravity
解码黑洞:量子信息论遇上量子引力
  • 批准号:
    RGPIN-2018-04502
  • 财政年份:
    2020
  • 资助金额:
    $ 2.4万
  • 项目类别:
    Discovery Grants Program - Individual
Decoding a black hole: quantum information theory meets quantum gravity
解码黑洞:量子信息论遇上量子引力
  • 批准号:
    RGPIN-2018-04502
  • 财政年份:
    2018
  • 资助金额:
    $ 2.4万
  • 项目类别:
    Discovery Grants Program - Individual
Decoding a black hole: quantum information theory meets quantum gravity
解码黑洞:量子信息论遇上量子引力
  • 批准号:
    DGECR-2018-00326
  • 财政年份:
    2018
  • 资助金额:
    $ 2.4万
  • 项目类别:
    Discovery Launch Supplement

相似国自然基金

进化视角下黑色旅游游客的心理机制研究
  • 批准号:
    72302157
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    30 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
应用CRISPR/Cas13a基因编辑系统针对BRAFV600E阳性黑色素瘤脑转移瘤精准诊疗技术的研究
  • 批准号:
    82303971
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    30 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
IDH3a通过YBX1调控JUN/FOS基因促进黑色素瘤生长的非线粒体依赖机制研究
  • 批准号:
    82372682
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    49 万元
  • 项目类别:
    面上项目
自光声黑色素纳米药物通过抑制铁死亡和调节“肠-肾轴”实现急性肾损伤的可视化治疗
  • 批准号:
    82302279
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    30 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
东亚人群黑色素合成的调控组及分子机制研究
  • 批准号:
    32370664
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    50 万元
  • 项目类别:
    面上项目

相似海外基金

Decoding a black hole: quantum information theory meets quantum gravity
解码黑洞:量子信息论遇上量子引力
  • 批准号:
    RGPIN-2018-04502
  • 财政年份:
    2022
  • 资助金额:
    $ 2.4万
  • 项目类别:
    Discovery Grants Program - Individual
Decoding a black hole: quantum information theory meets quantum gravity
解码黑洞:量子信息论遇上量子引力
  • 批准号:
    RGPIN-2018-04502
  • 财政年份:
    2021
  • 资助金额:
    $ 2.4万
  • 项目类别:
    Discovery Grants Program - Individual
Decoding a black hole: quantum information theory meets quantum gravity
解码黑洞:量子信息论遇上量子引力
  • 批准号:
    RGPIN-2018-04502
  • 财政年份:
    2020
  • 资助金额:
    $ 2.4万
  • 项目类别:
    Discovery Grants Program - Individual
Decoding a black hole: quantum information theory meets quantum gravity
解码黑洞:量子信息论遇上量子引力
  • 批准号:
    RGPIN-2018-04502
  • 财政年份:
    2018
  • 资助金额:
    $ 2.4万
  • 项目类别:
    Discovery Grants Program - Individual
Decoding a black hole: quantum information theory meets quantum gravity
解码黑洞:量子信息论遇上量子引力
  • 批准号:
    DGECR-2018-00326
  • 财政年份:
    2018
  • 资助金额:
    $ 2.4万
  • 项目类别:
    Discovery Launch Supplement
{{ showInfoDetail.title }}

作者:{{ showInfoDetail.author }}

知道了