С помощта на квантов компютър и невронна мрежа изследователите успяха частично да „надникнат“ в космическо чудовище.
За да разберат какво може да има вътре в черна дупка и какви процеси протичат там, физиците използват квантово изчисление и машинно обучение. Какво са успели да разберат?
Физик от Университета в Мичиган използва квантово изчисление и машинно обучение, за да разбере по-добре идеята, наречена холографска дуалност, която е в основата на нашето разбиране за това, какво се случва в черните дупки.
Холографската дуалност е математическа хипотеза, която свързва теорията на частиците и техните взаимодействия с теорията на гравитацията. Тази хипотеза предполага, че теорията на гравитацията и теорията на частиците са математически еквивалентни: това, което се случва математически в теорията на гравитацията, се случва в теорията на частиците и обратно.
Двете теории описват различни измерения, но броят на измеренията, които описват, се различава с единица. Например вътре в черна дупка гравитацията съществува в три измерения, докато теорията на частиците описва процеси в две измерения, представяйки процеси в плосък диск.
За да си представите това, помислете отново за черна дупка, която изкривява пространство-времето поради огромната си маса. Гравитацията на черна дупка, която съществува в три измерения, е математически свързана с частиците, движещи се над нея, в две измерения. Следователно черната дупка съществува в триизмерно пространство, но ние я виждаме като двуизмерна проекция благодарение на частиците.
Някои учени теоретизират, че цялата ни Вселена е холографска проекция на частици и това разбиране би могло да се разкрие на физиците от квантовата гравитация, ако се появят някакви убедителни научни доказателства.
В ново изследване физиците решили да изучат холографската дуалност с помощта на квантови изчисления и дълбоко обучение, за да намерят най-ниското енергийно състояние в моделите на квантовата матрица. За изследването авторите използвали два матрични модела, които са достатъчно прости, за да бъдат решени с традиционни методи, но имат всички характеристики на по-сложните матрични модели, използвани за описване на черни дупки чрез холографска дуалност.
Тези матрични модели са обекти в теорията на струните, в които частиците са представени от едномерни струни. Когато изследователите решават матрични модели като този, те се опитват да намерят конкретна конфигурация от частици в система, която представлява най-ниското енергийно състояние на системата, наречено основно състояние. Физиците са показали, че е възможно да се намери това основно състояние с помощта на два различни метода.
Резултатите от работата показват важен ориентир за бъдещи изследвания, провеждани с помощта на алгоритми за квантово и машинно обучение. Учените могат да ги използват за изследване на квантовата гравитация с помощта на идеята за холографска дуалност.
