密码监督论 从量子到经典的转译

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当我们仰望夜空时，为何看不到任何裸奇点？恩格尔哈特说：“据我们所知，黑洞存在而裸奇点不存在，这需要某种解释。”

为了找出答案，2023年，恩格尔哈特、韦黑伊登与麻省理工学院的丽莎·杨、奥斯蒙德·福克斯塔德和亚当·莱文，开始从一个全新的角度来研究宇宙监督假说。美国加州大学圣巴巴拉分校的加里·霍洛维茨表示，他们去年的研究成果向量子版本的宇宙监督论迈出了第一步，“这是一个重大进展”。

恩格尔哈特和她的团队没有在经典时空理论中寻找裸奇点，而是在量子引力的假设框架内研究了奇点和事件视界的性质。量子引力旨在将广义相对论和量子力学这两大现代物理学支柱统一起来。恩格尔哈特表示，他们的目标是找到一种能够确保形成（事件）视界的条件。

具体来说，他们使用了一种名为“全息术”的量子引力方法。其原理是，根据量子理论的描述，高维时空从低维中产生，方式大致接近从平面投射出全息图。高维和低维这两种对现实的描述是对应的，你可以设想自己用一本“经典-量子互译词典”（专业称谓是AdS/CFT对偶），在这两种描述之间进行转译。AdS是“主体”时空，CFT是时空的量子表面，亦称“边界”。

丽莎·杨说，研究人员在描述这两个领域的语言之间来回转换，就是想看看主体时空的奇点在CFT中是否有特征，例如黑洞如何出现在CFT中。

恩格尔哈特表示，至少对于量子引力理论家来说，传统观点认为，黑洞在CFT中的表现是“最大程度的混沌”。这意味着系统对其初始条件非常敏感，哪怕微小变化都会导致截然不同的结果。他们由此发现，CFT中一个与之密切相关的概念“伪随机性”也与主体时空中事件视界的存在相关。卢普萨斯卡说：“你可以用它来诊断黑洞的形成。”

他们把伪随机性和事件视界之间的这种新联系称为“密码监督”，因为它利用了量子信息和密码学领域中日益丰富的一组工具来解决基础物理学中的问题。这些联系会产生一个奇怪的后果：如果你以足够的随机性对一台量子计算机进行编程，那么它本身就有可能变成一个黑洞。