【物理】京大、ミクロな情報量を計算する幾何学的公式を発見「重力理論の宇宙は、量子ビットの集合体と見なせる」
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京都大学(京大)は4月11日、量子ビットの「純粋化量子もつれ(Entanglement of Purification)」と呼ばれる情報量を計算する幾何学的公式を発見したと発表した。 同成果は、京大 基礎物理学研究所の修士課程学生である梅本滉嗣氏と同 高柳匡 教授らの研究グループによるもの。詳細は英国の学術誌「Nature Physics」に掲載された。 ミクロな世界を支配する物理法則は量子論と呼ばれており、また物質のミクロな構造のなかに含まれる情報の基本単位を量子ビットと呼ぶ。そして、重力の理論と量子論を融合して、宇宙の統一理論の構築を目指す分野が超弦理論(超ひも理論)だ。 超弦理論では、D次元の反ドジッター宇宙の重力の物理法則は、D-1次元の物質の物理法則と同じである、つまりゲージ理論と重力理論を統一的に扱うことが可能であるとする「ゲージ・重力対応」という考え方が1997年に発見された結果、現在では、これら2つの物理法則が同じであるという多数の具体的な証拠が示されながらも、このゲージ重力対応の基礎的なメカニズムについては、まだよく分かっていないという。 そうした中、2006年に高柳教授ならびに笠真生 シカゴ大学 准教授(現在)が「笠-高柳公式」とも呼ばれる「ゲージ重力対応における量子もつれエントロピー(Entanglement Entropy)の面積公式」を発見。物質の量子もつれエントロピーの大きさは、反ドジッター宇宙の最小断面積と等しい、つまり、物体Aと物体Bの2つの間に共有される量子ビットの情報量(相関)は、物体に対応する宇宙の最小断面積に等しい、ということを示したことにより、近年では「重力理論における宇宙は、量子ビットの集合体と見なせる」という考え方が生み出され、世界中で研究が進められるようになっている。しかし、この公式で正しく情報量が計算できるのは、AとB以外には物体が存在しない場合に限られるという制限があった。 そこで研究グループは今回、AとB以外にも第三者が存在する場合(混合状態)における量子的な情報量と宇宙の幾何学の関係を見出すことに挑んだという。 具体的には、反ドジッター宇宙の境界にAとBの空間領域をとると、それらをつなぐトンネルを反ドジッター宇宙の内部に作ることができるほか、近年の研究から、物質側におけるAとBの領域の情報は、反ドジッター宇宙側ではこのトンネルの内部空間に反映されることが分かっていることから、このトンネルを特徴づける最も重要な幾何学量が、その最小断面積であることに着目。さまざまな性質や計算を行うことで、量子情報理論で知られる量子もつれエントロピーを混合状態に対しても使えるように一般化したものの1つである「純粋化量子もつれ(Entanglement of Purification)」と一致するという強い証拠を得たとする。 さらに、計算を行ったところ、反ドジッター宇宙のトンネル空間の最小断面積を求める計算が、量子ビットの立場ではまさしく「純粋化量子もつれ」の計算に相当することが判明したことから、「混合状態におけるAとBの2体間の共有する情報量(相関)の大きさは、反ドジッター宇宙でAとBをつなぐトンネルの最小断面積に等しい」という新たな公式の発見に至ったという。 今回の成果について研究グループは、「重力理論の宇宙は、量子ビットの集合体と見なせる」という考え方が、純粋状態のみならず、より一般的な混合状態に対しても成立することを示唆するものだと説明しているほか、「量子ビットの理論と重力理論をつなぐ新しい道具を提供し、超弦理論のさらなる理解に役立つと期待される」とコメント。さらに、自由度の多い系では計算が非常に困難な情報量に対しても、重力理論の方法によってずっと簡単に計算できることから、量子情報理論への応用も期待できるともしている。 なお、研究グループでは今後、ゲージ重力対応をどの程度一般化することができるのか理解していくことが重要なテーマになるとするほか、「量子もつれ」のみを抽出する別の量子的な情報量を、ゲージ・重力対応でどのように計算することができるのか明らかにすることも重要な課題になるとしている。 https://news.mynavi.jp/article/20180413-616137/ 図:反ドジッター宇宙の境界にAとBの空間領域をとると、AとBをつなぐトンネルを反ドジッター宇宙の内部に作ることができる (出所:京都大学Webサイト) https://news.mynavi.jp/article/20180413-616137/images/001l.jpg ドジっ子ですら宇宙で大活躍しているというのお前らときたら 数学でしか説明できない事は、人間にとっては「何も無い」と同じだわ。 理解できない。 >>157 ✕ 人間にとっては 〇 おまえにとっては スレタイ見てすげえって思って本文みたら難解過ぎてわかんなかった人が集まるスレ ボブとアリスで3行で説明できなきゃ まともな研究とは認めてやらないからな >>93 http://www.nikkei-science.com/page/magazine/201701.html 日経サイエンス 2017年1月号 特集:時空と量子もつれ ワームホールと量子もつれ 量子時空の謎 J. マルダセナ ホログラフィー原理を解く エンタングルメント・エントロピーと笠・高柳公式 中島林彦 協力:大栗博司/高柳 匡 結局曲率が負の反ドジッターで良さそうなのか いよいよ異世界あるな マジで日本語は欠陥言語だろ 何にも頭に入ってこんわ 共通言語変えるか日本語の文法や文章の書き方変えるしかないやろ 現実の宇宙は反ド・ジッター空間なのかねぇ なんでも空間曲率が負でないとブラックホールの比熱が正にならないとかいう話だけど それを持ってこの宇宙の曲率を負とするってのも根拠に乏しい気がする 統一理論には遠いな。重要な理論ほど単純なはずだから。 >>168 日本語自体の問題ではなく書き手の能力だと思うよ なんというか理解させようという気が最初からない奴が書いた文章 研究者本人も本質的・直観的な理解レベルには至ってないと思われる 数式上のつじつまを合わせるのが精一杯なんだろう 直観で本質が分かってればこんな意味不明な文章にはならない 数式を離れても、他人に伝わるイメージがある程度は描けるものなんだよ アインシュタインの理論とか、テンソルの計算わかんなくても図解してもらえば大体わかるだろ >>1 に添付されてる図を見ても何もわからないだろ こんな図を描くのは計算だけできる馬鹿の仕事なんじゃないかと 人に分かるように説明出来るのは理解してる人だけ いくら優秀な記者でも無理やろ いつも数学で考えていると、言葉やイメージにすると、「それは違う」と言うことになるんだろ。 架空とリアルのハザマだろう。 >>174 この記事の記者自体は京大のプレスリリースを丸写ししてまとめただけで何にも理解していない そんなのはどうでもいい 問題なのはプレスリリースの草案を書いたはずの研究者本人だよ 研究者本人が自分のやっている計算が何なのか本当には分かってないから ただ数式上のつじつまが合うってだけで、こういうめちゃくちゃな日本語の文章になる まとめ 三次元以上の空間的広がりは、物質の内部側に広がっている。 空間中に、物質内部より三次元が投射されており、空間自体は多次元を包摂している。 物質同士は時空を超えてリンク、管理されている。 次元とは単位の重なり。あらゆる次元は1次元より始まり、重ね合わせでいくらでも分岐可能。 あらゆる次元は一次元ビット単位で表現される。 このビットにより表現された現象が森羅万象。人間も存在ではなく現象。 このビットは、その内部を通じて互いに関連する。 ビット内部は、さらに多種のエネルギーの振る舞いにより均衡して維持されている。 これらから多次元が広がると言うためには、ビット内部に不干渉の別ビットが存在しており、 我らの宇宙を1ビットと解釈して、不干渉の世界を統合して新次元とする。 このようにして次元を増やしていくことが可能。 究極的に、真実を知るにはビット内部を探索するほかない。 同じ空間中に、ビット内部に、ビックバン相当のエネルギが格納されているかもしれない。 また、ビックバン相当のエネルギ不干渉ビットの形で同じ空間中にすでにあるのかもしれない。 >98 領域を分けるってことがミソだよ AとBが断面のトーラスがある その方向に循環回転運動してる 間にスキマがある、という図形をイメージするだけ ポイントは重ね合わせにあり図は量子計算の一部を抜き取って示してあり レス27,76で言われているように同じ仕組みだね >>4 軍事転用できない研究なんて早々無いけどな。どうやって軍事研究では無いと言うのだろうか? あれだろ、あんま解明しすぎると RPGのラスボスみたいのが出てきて全員殺されちゃうんだろ? ER=EPRの仮説がどんどん掘り下げられて行ってるのはすごいな 量子もつれとワームホールの断面積と実際にどう関連しているのかなんて 想像もつかない トンネル空間の最小断面積って何よ? わけわからん。 >>180 それだ! 敵を直接攻撃する代わりに境界面にあるホログラムの元像を叩けばよいのだ 亡くなったばかりの人を悪く言うようだが、 ホーキングの凄さっていうのをイマイチ評価できない。 専門的にはブラックホールで、一般向けには宇宙論だけど、 最近のこういう研究や、ホログラフィック宇宙論のほうがよほど宇宙観を正しく啓蒙しているように感じる。 少なくともホーキングは一般向けの本に、 なぜ宇宙が数学でこうもうまく記述できるのか謎みたいな、哲学的には結構低レベルなところでうろちょろしていた、 というか感銘を受けたことは一度もない。 少なくとも、自分の印象では、2chに頻繁に出入りする感じの 理論物理の大学院生レベルでも、 まずは宇宙の時空間の器みたいなもんが先天的にあって、その振る舞いを巧妙に記述するのが、 統一理論だ、みたいなマインドセットの馬鹿ばっかりだったように思う。 しかし最近になって、特にホログラフィック宇宙論が注目を浴び始めてからは、 さすがにそういう素朴実在論的な宇宙の器がまずあってその振る舞いを数式で模倣みたいなやり方じゃ 最新の理論の理解じゃ速攻で破綻するから、時空そのものがかなり数学的に創出されて、 みたいなテグマークの数学的宇宙仮説、プラトン哲学に沿うしかなくなってきたように感じる。 >>183 俺たちが認識してる3次元宇宙は、実は1次元や2次元だった 量子もつれを起こしてるAとBはワームホール(虚数空間)を介して繋がっていて その量子ビットが扱える情報量は、AとBを繋ぐ虚数空間の経路をトンネルとして表した時の最小断面積と一致する 面倒くさい用語を詳細かいつまんですげー簡単に言うとこうだぞ >>186 ホログラフィック宇宙論はホーキングとトフーフトやサスキンドとの ブラッホールの情報喪失論争から生まれたといっても良いのだが 量子もつれを起こしてるAとBがなんらかの構造でつながる必要なんてあるのか? と思うね。単に数学的に常に対照の関係が成立している、それで完結できてるわけで、 余剰の構造が必要な意味がわからない。 さらに、虚数空間やら虚数時間、って複素数ベースの構造のことかね。 空間とかいうタームはもう最終的に時空が織り上がるまでは無意味というか、 どういう定義がわけわからん。 基地外レベルの難解さだろ。これ。 どういう頭してんだろ。 >>192 これはド・ジッター宇宙じゃん 反ド・ジッター宇宙とは曲率が逆だ >>192 顕微鏡で拡大。。。以降が重要な文章なのに、そこ以降の意味が分からんかったのじゃった。 >>193 というか、この特に初見者にとっては意味不明な、わかったようでまるでわかってない 混沌とした記事を読むくらいならば、こっちの記事読んで、 超ひもが唯一の量子重力理論候補ではないこと、他にもあること、 それからそういう曲率が逆だろうが、要するに根幹はこういう感じだと理解できるほうが重要。 超ひも間違ってたら、この研究成果だった間違いで水疱に帰するんだからな。 スモーリンの『迷走する物理学』 『ストリング理論は科学か』 あたりをAmazonのレビューだけでも良いからチラ見したほうが良い。 超弦理論の研究自体が物理業界で多分に政治的な要素が強すぎて健全には見えない。 ああ京大の先生も例にもれず業界のトレンドに乗ってるのね、論文書かなきゃいけないんだろうな、 と思ってしまう。 >そして、重力の理論と量子論を融合して、宇宙の統一理論の構築を目指す分野が超弦理論(超ひも理論)だ。 と唯一無比の量子重力理論のような出だしで、ああこの記事もそうか、とまず思い、 根幹としては正しさが検証されてもいない超弦理論の最先端の発見確定みたいな論調だけど、 超弦が不正解なら、これだって不正解で、一般人がありがたく必死になって解読するような研究ではないと思う。 ペンローズのツイスター理論も超弦理論に取り入れられたりしているから ホントにいいアイデアならどっかでつながる可能性はあるんじゃね 数学者のこういう意見もある。 黒木玄 Gen Kuroki@genkuroki 物理学者達が「超弦理論は物理であるか」のような議論をしているのも、昔からくだらないことだと思って見ている。 私の感覚では、「物理であるか?」のような問いはどうでもよくて、数学的に価値があれば全然問題ない。 数学的に価値が高ければその研究は我々の子孫の生活水準を改善する可能性が高い。 o-o⇒o-o-o@yujitach 中西襄先生の弦理論批判は有名ですが、ウン十年批判をなさっているんだからどんどん内容が鋭くなればいいのに、 はじめの頃からの繰り返しなのが残念なところです。 また、彼の批判のずっと変わらぬ論点の一つに、弦理論屋の量子異常の扱いはおかしいというのがありますが、 最近は理論トポロジカル物性でも量子異常はばりばり使われて、そこでの扱いは弦理論屋式と同じでして、 中西先生の所謂正しい扱い(http://www.kurims.kyoto-u.ac.jp/preprint/file/RIMS1497.pdf … など)を認めるということは、 弦理論ダメというだけでなくて、理論トポロジカル物性も沢山の部分がダメということになりますんで、 悪しからず。中西先生についていこう、という方はまず、彼の量子異常の扱いに納得できるかを検討してから、にすることをお勧めします。 https://twitter.com/yujitach/status/959425869541343232 >>200 まず結論として、数学が工学的応用につながるのはごく一部だから、 生活水準云々は大風呂敷広げすぎ、楽観しすぎ。 あと、物理=この世界の数学的構造として妥当であるかどうかが存在理由なのに、 数学的に価値があれば全然問題ない、ってのは暴論。 どれかひとつに決まる、それを探すっていうフレームワークに、 どれかひとつに決まらなくてもどうでも良い、とか言われてもね。 弦理論が、他の量子重力理論より取り立てて正しそうに考えられる、という理由は別にないが、 物理業界の多分に政治的な状況で不健全に権威をもってしまっているというだけ。 スモーリン書のあるレビューをそのままそっくり引用すると しかも驚くべきことに、ストリング理論は実験的に確立したわけでも 確立しそうな予感があるわけでもないのに既に学界のパラダイムと化し、 全米の理論物理学のポストのほとんどをストリング理論家が占め、 ストリング理論以外の理論研究を締め出す結果となった。 何の実験的支えも持たない理論がパラダイムとして支配する。 そんな状態の科学は前代未聞です。 成功していないにもかかわらずストリング理論の支配体制が確立してしまった理由は、 スモーリンによれば、短期間で結果を求める(すなわち解き方の型の定まった「通常科学」における) 今日の研究ポスト争いの激化が根本問題への独自の長期的取り組みを阻害しているためだという。 物性や原子核物理、流体力学、非平衡系にも超弦理論が使われ始めている時代なんだから もうその本の内容は古いんでは?? >>205 ミクロの量子レベルからの宇宙の根源的な構造において不確定な理論が、 そんなマクロの理論に応用とか、数学的成果を援用できてるとしてもまともじゃないね。 >>1 >同成果は、京大 基礎物理学研究所の修士課程学生である梅本滉嗣氏と同 高柳匡 教授ら >の研究グループによるもの。詳細は英国の学術誌「Nature Physics」に掲載された。 >そうした中、2006年に高柳教授ならびに笠真生 シカゴ大学 准教授(現在)が「笠-高柳 >公式」とも呼ばれる「ゲージ重力対応における量子もつれエントロピー(Entanglement > Entropy)の面積公式」を発見。 笠-高柳-梅本でノーベル賞確定の業績? それとも超弦理論を完成させないとダメなレベル? バラエティに富む超弦理論分野の研究のひとつだよね。 超弦理論コケたら、数学的妙技の成果だけが残るというその他大勢のうちのひとつ。 そもそも、熱ってなによ。 どこにある? ビットに格納されているのか、空間中に漂ってるのか。 ヒッグス場を伝わるエネルギーで、ほかのビットに触れると内部に貯蔵されるのだろうか。 ビックバンとは、干渉し合うなんらかのものが出会った時に生じたもので、超エネルギーがある時高次元から注がれたのではなく、 エネルギたらしめる要素が空間中に発生して、一気に干渉が発生してこの宇宙でいうビックバンなる現象が生じたのではなかろうか。 エネルギーが流れ込んだのではなく。 なんでもない要素がポツンとあって、そのほかの要素と干渉を始めた結果、それぞれのビットに内蔵されて単なる存在でったエネルギーが現象としてビックバンが生じた。 炭化水素のタンクを爆発させるような、あるキッカケによって安定していたものが一気に不安定化した。 それがこの宇宙でいう爆発、、ビックバンなのではなかろうか。 ビックバンのイメージ。 ある特定の空間中で超エネルギー爆発が発生し拡散したというのが従来のイメージだった。 だが違うのではないか? あるキッカケにより、要素同士の干渉が伝播しだして、空間中に干渉により成立する現象の空間が生じた。 一度干渉が始まり伝播して行くと、量子のもつれのように、距離を無視してあらゆる地点から干渉伝播が拡散して行くのではなかろうか。 そうすると、宇宙の膨張速度が変化することも説明できそうだ。 しょせん数学構造、 安っぽい例えで言うと、ホログラッフィックやら仮想現実のコンピュータシミュレーションみたいな 情報に過ぎないので、数学的に破綻せず辻褄があえばなんでもあり。 >>171 さらに単純化するために必要なパーツが欠けているんだよ。 でも、どんなパーツ?と訊かれても、いまは答えられない。 >>198 > スモーリンの『迷走する物理学』 > 『ストリング理論は科学か』 これはどちらも読んだが、特にスモーリンの『迷走する物理学』は超弦屋が研究ポスト利権の占有とでも言うべき 極めて政治的な集団行動を少なくとも北米の大学では行っていることを証言していて呆れた このスモーリンの本は、理論物理学の現代史に関する文献として見ても非常に興味深く内容のある本だと思う > 超弦理論の研究自体が物理業界で多分に政治的な要素が強すぎて健全には見えない。 同感、実証を欠いたまま30年以上にわたり暴走し続けている超弦理論は部外者からはもはや単なる共同幻想、 あるいはカルト宗教の教団にしか見えない 世界は生まれた瞬間から完璧の完全無欠で 人間はそのごく一部分を数学という物差しで調べているだけに過ぎない。 1 野良ハムスター ★ New! 2018/04/14(土) 12:44:23.74 ID:CAP_USER 京都大学(京大)は4月11日、量子ビットの「純粋化量子もつれ(Entanglement of Purification)」と呼ばれる情報量を計算する幾何学的公式を発見したと発表した。 超弦理論役に立つヤン @hottaqu 昨日の押川さん@MasakiOshikawaの話の中心であった分野横断、融合の楽しさや重要性は学生さんにも伝わったと思う。 個人的も超弦のDブレーンの解析が量子細線のジャンクションという物性物理を通じて、 米国での特許取得となったという初めての話が印象的。超弦でも特許技術につながる! 13:41 - 2015年7月17日 https://twitter.com/hottaqu/status/622144051526172672 3次元と4次元で考えると、 3次元空間の物理法則が4次元空間での重力で 3次元と4次元の接点(カド)が最小断面積? >>221 3次元と4次元の接点は3次元全体だと思う 修論でこのレベルかよ 教授のサポートがあるにせよ、凄いやつは本当に凄いな 俺が東大で書いた論文なんて誰にも読まれず 一生図書館に眠ったままゴミになるのだろうな 反ドジッター宇宙ということは、ドジッ娘メイドだらけのドジッター宇宙もあるということだな 量子さんと痴情をもつれさせたい みたいなレスを期待してたのに…… >図書館に眠ったまま 学位論文のうち審査よりも後に読まれるものはどれくらいの割合だろう。 日本の大学の博士論文は出身大学だけでなく、もれなく国会図書館にも 収められてるから、18歳以上なら誰でも見ることができる状態が ずっと維持され続けるが。 >つまりゲージ理論と重力理論を統一的に扱うことが可能であるとする >1997年に発見された 意味不明 重力(場)理論はゲージ理論だというのは相当昔から指摘されてんのに それと上の方で中西批判してるのがいるけど 胡散臭さは実験的に否定されつつあるのに知らん顔の超弦的高次元のほうが上だろ >>226 それは普通にAdS/CFT対応のことだろ >>29 直感的にそう思っていたけど。もはや仏教的。 生きてることが量子コンピュータで計算された世界。 現実は夢の中の幻想でしかない。 見えてる世界すべてが量子コンピュータによリ作り出されるVRの世界だ。 >>1 > 修士課程学生である梅本滉嗣氏 まさかこのひとは東大法学部出身なの??同姓同名にしては珍しい名前すぎるよな、、 >○虎高OBの梅本滉嗣さん(法4年) http://www.torahime-h.shiga-ec.ed.jp/pdf/h24_toudaikouza.pdf そんなこと言っててもお前ら足くせーし 息くせーし、出直しておいで >今回、修士課程学生(梅本)の鋭い洞察力と強い熱意が大いに功を奏して、 >混合状態も含めて量子情報量を幾何学的に計算する一般的な公式をついに発見することができました。 http://www.kyoto-u.ac.jp/ja/research/research_results/2018/180403_3.html もし同一人物ならスーパーマンやな 黒ワイン@ボクの存在論@wine_kk_wine 梅本、理系行った瞬間に文系になって、一橋志望したかと思えば京大受けに行くとかいうある種のギャグめいた何かを感じた 6:58 - 2017年3月7日 https://twitter.com/wine_kk_wine/status/839128221253685248 >>1 みたいなわけわからん記事読むくらいなら 原論文が公開されてるからそっち読んだほうがまだマシ http://rdcu.be/JRJk >>237 1は殆ど京大のプレスリリースそのままのような >>238 プレスリリースなんかよんだって意味ない 1のコピペ元だから プレスリリースではなく元の論文を読むってこと どうせよくわかんないことにかわりないけど、 数式を眺めたほうがまだ何をやろうとしてんのか雰囲気くらいはつかめる そうだよ 一般人にまともに説明できないってのは研究者本人の理解が足りないんだろうと思ってる 数式レベルでつじつまが合ってもそれが現実の物理的世界でどういう意味をもつのか 説明できてないってことだからね だからこちらが研究者のレベルに合わせてやって数式眺めて考えるしかないんだよw 研究者が一般人のレベルに合わせられないって白状してるようなもんだから 日本の大学なら大学問わず分野問わず どこの入試も苦じゃないという人は時々いる。 同級生にもいて、どちらにしようかなーって言ってた。 >>241 数式見ても専門外の人間には理解できないと思う。 数式以外で伝える努力が必要。 >>232 理論物理で世界トップの頭脳を持つウィッテンは 大学で歴史を専攻してから物理に手を出した まあ両親がどちらも物理学者だが 海外の大学では文系と理系両方とるのも珍しくないが 「量子もつれは情報を伝えられない」と言う問題は解決出来たのか? ここで量子もつれを扱う目的は、通信を行うことではないよ。 >>214 文系バカだなw ADS/CFTはQCD 物性 プラズマ 、、などで 検証されているよ。 問題は 数値が荒すぎる。 統一理論は粗視化でマクロ対応か?と 言われている。 実際、QCDはラティスより精密に 数値計算している。 >>248 伝達とは伝える相手側の情報つまり力を伝えることになる、 それが可能であればマクロ現象でも伝えられなければならない。 つまりミクロの世界だけで起きるという説明はおかしく ミクロの世界だけ観測しているように見えるというほうが正しい ■ このスレッドは過去ログ倉庫に格納されています
read.cgi ver 07.5.5 2024/06/08 Walang Kapalit ★ | Donguri System Team 5ちゃんねる