Unitary toy qubit transport model for black hole evaporation
在最近的一篇论文中，Osuga和Page提出了一个明确的酉玩具量子比特传输模型，用于将信息从黑洞传输到输出辐射。根据他们的想法，我们提出了一个单一的玩具模型，其中涉及（费米）霍金状态。
2020-12-29 gr-qc hep-th quant-ph
Causal unitary qubit model of black hole evaporation
提出了一种新的黑洞蒸发的简单量子比特模型。该模型在四个量子比特上运行，并根据量子门和量子线路来定义。该模型的主要特征包括明确的么正性和（最显著的）因果性，因果性被理解为黑洞内部的信息不可能通过视界传递。相应的冯·诺依曼纠缠熵产生了佩奇曲线的粗略（四量子位）近似。
2021-05-07 gr-qc hep-th quant-ph
How to Recover a Qubit That Has Fallen Into a Black Hole
我们展示了一个算法的检索量子比特，编码的自旋角动量，已被投入到一个没有防火墙的黑洞。通过收集霍金辐射并对黑洞进行测量，可以类似于量子隐形传态地实现恢复。重要的是，这些方法仅需要从事件视界外部执行测量的能力。
2015-10-06 gr-qc hep-th quant-ph
Black holes and qubits
量子纠缠是量子信息理论的核心，在量子计算、隐形传态、密码学和通信等方面都有应用。在量子引力这个表面上独立的世界里，辐射黑洞的霍金效应也占据了中心舞台。尽管它们之间存在明显的差异，但事实证明两者之间存在对应关系。
2012-06-11 gr-qc hep-th quant-ph
Soft-Hair-Enhanced Entanglement Beyond Page Curves in a Black-hole Evaporation Qubit Model
我们提出了一个多量子比特模型，该模型通过同时考虑霍金粒子的发射和视界处的零能软毛蒸发，再现了四维（4-dim）Schwarzschild黑洞（BH）的热性质.结果验证了量子比特与其他子系统（包括发射辐射）之间的纠缠熵远大于量子比特的BH熵模拟，与Page曲线预测相反。我们的结果表明，早期的霍金辐射与软毛纠缠，晚期的霍金辐射与BH的自由度高度纠缠，避免了视界处防火墙的出现.
2018-05-06 gr-qc hep-th quant-ph
Killing quantum entanglement by acceleration or a black hole
我们考虑两个纠缠的加速量子比特与实标量场耦合，每个标量场都由Unruh-Wald模型描述。结果表明，当一个或多个量子比特的加速度足够大时，由于Unruh效应，两个量子比特的二分纠缠突然消失。我们还考虑了GHZ态和W态中三个纠缠的加速量子比特，它们的加速度频率比相等，发现在任一态中，当加速度频率比达到一定值时，三重纠缠突然消失.在黑洞视界附近，Rindler度规与Schwarzchild度规之间的等价性意味着，对于黑洞外的两个纠缠量子比特，当其中一个或两个量子比特足够接近视界时，纠缠突然消失;而对于GHZ或W态的三个纠缠量子比特，当这些量子比特足够接近视界时，三个纠缠突然消失.
2015-12-14 gr-qc hep-th quant-ph
Generating rotating black hole solutions by using the Cayley-Dickson construction
本文利用Cayley-Dickson代数的力量，一举生成静态旋转黑洞解。具体地说，我们推导出九维的Myers-Perry解决方案与四个独立的角动量通过使用Janis-Newman算法和Giampieri的简化方法，利用八元数代数。导出了Cayley-Dickson代数的维数与每维中最大角动量个数之间的一般关系式。最后，我们讨论了使用Cayley-Dickson构造以及Janis-Newman算法来产生旋转解的截止维数。
2023-01-21 gr-qc hep-th
Jordan C*-Algebras and Supergravity
已知四维和五维中N=8和幻N=2超引力的黑洞电荷矢量可以表示为八元数和分裂八元数及其Freudenthal三元系上的三次Jordan代数的元素。证明了这两个Jordan代数都包含在例外Jordan C*-代数中，并构造了相应的Freudenthal三元系和单变量扩张.这些结构的变换群产生了三维、四维和五维中N=8和幻N=2超引力的U-对偶群的复形式。
2010-05-19 hep-th math-ph math.MP
Black hole qubit correspondence from quantum circuits
我们考虑了从量子线路中得到的黑洞量子比特对应（BHQC），考虑了在包裹膜量子比特的公式化中使用带基的门操作。我们基于BHQC纠缠分类解释了这些量子线路，并将其应用于Bell态、GHZ态的产生、量子线路隐形传态以及超对称、黑洞组态、Freudenthal和秩系统构造中的交换实现.这些结果进行了讨论，从超弦的观点表明，由纠缠的几何实体的上同调操作所形成的物理状态的建设的重要性，自动允许保存不同数量的超对称性在紧化过程中给出了一种替代的情况下，通量时，在游戏中引入：广义Calabi-Yau希钦。
2015-07-03 gr-qc hep-th quant-ph
Strings, Black Holes, and Quantum Information
我们发现弦论中的极端黑洞与量子信息理论中的2-和3-量子比特系统之间存在多重联系。我们证明了在极端黑洞上轴子纠缠态的熵与2-qubit态的纠缠度有关，而STU黑洞，BPS和非BPS黑洞的熵与3-qubit态的3-tangle有关.我们将3-qubit态与具有一定数量D-膜的弦论态联系起来。我们确定了一组“大”黑洞的最大纠缠GHZ类的国家和“小”黑洞的可分离，二分和W状态。梳理了三比特态、扭子、八元数和黑洞之间的关系。我们给出了一个简单的表达式的熵和面积的“小”黑洞拉伸视界的范数和2-纠缠的3-qubit系统。最后，我们证明了由著名的四次Cartan E_{7(7)}不变量给出的N=8超引力/M理论中黑洞和黑环熵的最一般表达式，可以约化为描述3-qubit态的3-缠结的Cayley超行列式.
2006-05-04 astro-ph gr-qc hep-ph
The black-hole/qubit correspondence: an up-to-date review
本文综述了黑洞与量子比特的对应关系，其中不仅包括早期关于黑洞熵和纠缠度量、七个量子比特和Fano平面、作为量子比特的包裹膜和作为蒸馏过程的吸引子机制的结果，而且包括纠错码、Mermin平方、Freudenthal三元组和4-量子比特纠缠分类等较新的材料。
2012-06-14 hep-th quant-ph
From qubits to black holes: entropy, entanglement and all that
熵在信息和纠缠的表征中起着至关重要的作用，但它不是一个标量，对于许多系统，它对于不同的相对论观察者是不同的。圈量子引力预言了黑洞熵的Bekenstein-Hawking项及其对数修正，后者源于描述黑洞视界的自旋网络之间的纠缠.引力与物质的纠缠可以恢复黑洞蒸发过程中的幺正性。如果假设坍缩的物质最初处于纯态，那么霍金辐射的熵就是物质和引力之间产生的纠缠。
2005-05-13 gr-qc hep-th quant-ph
1/8 BPS black hole composites
我们证明了复合稳态黑洞的1/8 BPS条件可以改写为与黑洞的Noether荷所在的幂零轨道相关联的一阶微分方程组。解这些方程，我们证明了最一般的1/8 BPS黑洞复合体是与四元数相关的理论的N=2截断的解。这个一阶微分方程组推广到对称模空间中N=2，4超引力理论中视界处中心荷为零的非BPS解。我们解决这些方程的例外N=2超引力与八元数。
2010-01-19 hep-th
On the Black-Hole/Qubit Correspondence
四个量子比特的纠缠分类与四维STU模型的极值黑洞通过类时约化到三维有关。这种对应关系被推广到一个非常特殊的四路纠缠的八个量子比特和黑洞的最大超对称N = 8和特殊的魔术N = 2超引力理论的纠缠分类。
2011-03-16 hep-th quant-ph
Fermionic model of unitary transport of qubits from a black hole
受Osuga和Page最近模型的启发，我们提出了一个明确的么正费米玩具模型，用于从黑洞向外辐射传递信息。该模型把么正演化看作是黑洞外霍金对的产生和黑洞内霍金对的湮灭的组合。
2021-01-26 gr-qc hep-th
STU Black Holes as Four Qubit Systems
本文用四量子比特系统描述了D=4，N=2超引力STU模型中极稳态球对称黑洞解的结构.我们的分析扩展了以前基于三个量子比特的研究结果。促进这种四量子比特解释的基本思想是，D=4超引力中的定态解可以通过沿时间方向的降维来描述。在这个D=3的图中，模型的全局对称群$SL(2,R)^{\times 3}$被Ehlers SL（2，R）扩展，占第四个量子位。我们引入了一个四量子比特状态，这取决于电荷（电，磁和NUT），模量和翘曲因子。我们将这种状态的纠缠特性与STU模型中不同类别的黑洞解联系起来。在四比特纠缠下，极值黑洞解对应于幂零态，非极值黑洞解对应于半单态。在达到这种基于纠缠的情况下，强调了四个代数独立的四个量子比特SL（2，C）不变量的作用。
2010-04-21 hep-th quant-ph
Qubits and STU Black Holes with Eight Electric and Magnetic Charges
本文考虑了一个含有8个磁荷和8个电荷（8+8）-签名的STU黑洞模型.我们证明了这样的模型允许一个极值黑洞解，其中（8+8）-签名可以通过凯莱超行列式与熵相关联。
2016-12-07 gr-qc hep-th
Qubit Transport Model for Unitary Black Hole Evaporation without Firewalls
通过对出射辐射和黑洞引力场的连续么正变换，给出了一个从黑洞引力场到霍金辐射的显式玩具量子比特输运模型.该模型在事件视界没有防火墙或其他戏剧，它避免了作为防火墙悖论的解决方案的子系统转移模型的反驳。此外，它符合一套六个物理约束，吉丁斯提出的黑洞蒸发模型。它确实利用了引力场的非定域量子比特，但假设辐射与这些非定域量子比特局部相互作用，因此在某种意义上，非定域性被限制在引力扇区。虽然量子比特模型过于粗糙，无法定量地准确描述霍金辐射的详细光谱，但它在定性上符合预期。
2018-04-03 gr-qc hep-th
Aspects of $(4+4)$-Kaluza-Klein type theory
我们在$(4+4)$ -维中发展了一种Kaluza-Klein形式。在此框架下，我们得到了一种新的Schwarzschild度规解，通过Kruskal-Szqueres可以解释为镜像黑洞和白洞。我们发现这种新型的$(3+1)$ -维镜像黑洞和白洞解支持了原始时空可以扩展为$(4+4)$ -签名的观点。利用八元数，我们还讨论了$(4+4)$维中的线性化引力.
2017-10-29 gr-qc hep-th math-ph
Strings, black holes, the tripartite entanglement of seven qubits and the Fano plane
最近，人们观察到，$E_7$群可以用来描述一种特殊类型的量子纠缠的七个量子比特分为七个三方系统。在这里，我们表明，这种奇怪的纠缠类型是完全编码到离散几何的法诺平面。我们明确地工作的细节有关的量子比特解释的$E_7$发电机作为三方协议的代表作用于56维表示空间。利用这些结果，我们进一步推广了最近研究的量子信息理论和四维弦论中的超对称黑洞之间的类比。我们指出，包含三个和四个三方系统的纠缠子系统之间存在着一种对偶关系。这种关系反映在N=8超引力的$E_{7(7)}$对称面积形式的N=4和N=2截断的黑洞熵表达式的结构中。我们猜想，基于其他量子比特系统的类似图像可能适用于神奇超引力中的黑洞解。
2006-11-08 hep-th quant-ph
Approximate locality, black hole complementarity and overlapping qubits
Virginia Tech（弗吉尼亚理工大学）；Freie Universität Berlin（柏林自由大学）
该研究构建含重叠量子比特的蒸发黑洞玩具模型，通过同一代数的不同表示避免不可克隆定理违反，捕捉黑洞蒸发特征并得到佩奇曲线。
2026-08-12 hep-th quant-ph
Black hole entropy and quantum information
我们回顾了弦论中黑洞熵的数学和量子信息理论中多体纠缠的数学之间的一些最近建立的联系。在N=2个黑洞和三个量子比特纠缠的情况下，四次[SL（2）]^3不变量，即凯莱超行列式，提供了黑洞熵和三重纠缠的度量。在N=8个黑洞和7个量子比特纠缠的情况下，Cartan的四次E_7不变量提供了黑洞熵和编码在Fano平面上的特定三重纠缠的度量。
2007-10-09 gr-qc hep-th quant-ph
Wrapped branes as qubits
最近的工作建立了三个量子比特的三重纠缠度量与四维8电荷STU超引力黑洞的宏观熵之间的对应关系。在这里，我们考虑相交的D3-膜的结构，它包裹在六个紧凑的维度T^6上，提供了对电荷的微观弦论解释，并将三个量子比特的基矢量|ABC>，（A，B，C=0或1），具有相应的8个缠绕循环。特别地，我们将量子信息理论中的一个众所周知的事实，即最一般的实三量子比特态可以用四个实数和一个角度来参数化，与弦论中的一个众所周知的事实，即最一般的STU黑洞可以用四个以一个角度相交的D3-膜来描述联系起来。
2008-06-27 gr-qc hep-th quant-ph
Black Hole Information as Topological Qubits
在文献[1]中介绍的平衡全息原理假定，黑洞的信息存储在内部和外部之间的非局域关联中。基于这一概念，我们提出黑洞信息可以分解为拓扑量子比特形式的基本单位，并且不受局域退相干源的影响。拓扑保护机制确保蒸发黑洞的视界保持年轻和光滑。
2013-06-04 hep-th
U-Duality and the Leech Lattice
最近证明了Leech格的全自同构群Conway群Co_0可以由八元数上的3 × 3矩阵生成。我们证明了在N=2，D=5的例外幻超引力的U-对偶群E_{6(-26)}中，这样的矩阵是F_4型的。通过把Leech格点映射到黑洞电荷矢量上，可以看出BPS黑洞的Co_0是由电荷空间中的U对偶变换作为旋转而产生的。
2018-04-04 hep-th math-ph math.MP
Qubits on the Horizon: Decoherence and Thermalization near Black Holes
我们研究了一个量子比特（或Unruh-De Witt探测器）的后期演化，它徘徊在史瓦西黑洞的事件视界附近，同时与自由量子标量场相互作用。计算是在无量纲量子位/场耦合$g$中微扰进行的，但不是计算由于场相互作用引起的量子位激发率（如通常所做的那样），而是使用开放EFT技术来计算$g^2 t/r_s$中所有阶次的后期演化（同时忽略阶次$g^4 t/r_s$效应），其中$r_s = 2GM$是史瓦西半径。我们证明了，对于足够接近视界的量子比特，晚期演化采取一种简单的普遍形式，只依赖于近视界几何，假设量子场是在阿达玛型状态（如Hartle-Hawking或Unruh真空）中制备的。当两个量子比特态之间的红移能量差$ω_\infty$（由远处的观察者观察探测器测量）满足$ω_\infty r_s \ll 1$时，这种普适演化变成马尔可夫，并描述了与霍金辐射平衡的指数方法，量子比特密度矩阵的非对角和对角分量以不同的特征时间松弛到平衡，都是$r_s/g^2$阶。
2021-01-20 gr-qc hep-th
$G_2$ generating technique for minimal D=5 supergravity and black rings
基于三维化约过程中产生的$G_2$ U-对偶性，发展了一种求解具有两个交换Killing矢量的D=5最小超引力的方法.相应的3维sigma模型的目标空间是陪集$G_{2(2)}/(SL(2,R)\times SL(2,R))$。它的等距构成了解生成对称的集合。这些变换包括两个电的和两个磁的哈里森变换以及相应的两对规范变换，三个$SL(2,R) S$对偶变换，以及三个引力标度、规范和埃勒斯变换（共14个）。我们构造了一个表示的陪集的$7\times 7$矩阵实现分裂八元数的自同构。生成一个新的解决方案相当于通过$G_{2(2)}$的单参数子群变换陪集矩阵，并随后求解对偶方程。利用这种形式主义，我们得到了一个新的带电黑环的解决方案与两个独立的参数的旋转。
2008-06-07 gr-qc hep-th
A three-qubit interpretation of BPS and non-BPS STU black holes
在此基础上，我们进一步发展了量子信息理论和极端弦黑洞解理论之间的黑洞类比。我们表明，在STU模型中的超对称黑洞解的三量子比特解释也可以扩展到包括非超对称的。首先，我们证明了黑洞势可以表示为适当选择的包含量子化电荷和模的三量子比特纠缠态的范数的一半。根据这种纠缠态，黑洞势的极端化相当于抑制位翻转错误（BPS情况）或允许非常特殊类型的翻转在不同类别的非BPS解决方案之间转换状态。我们以D2-D 6系统为例说明我们的结果。在这种情况下，位翻转错误对应于源自D2膜的数目的电荷的符号翻转错误。在模量稳定化之后，完全取决于电荷的状态是从量子信息理论公知的（三角形图的）最大纠缠图状态。一个N=8的解释STU模型的混合态与费米子纯化方面也给出了。
2007-08-21 astro-ph hep-th quant-ph
Grassmannian Connection Between Three- and Four-Qubit Observables, Mermin's Contextuality and Black Holes
我们从有限几何学中调用一些想法，将135个相互交换的三量子比特可观测量的七元组双射映射到135个对称的四量子比特可观测量。在标记的前一组的元素在一个七维Clifford代数，我们提出的双射映射和最明显的行动，相关的辛群在这两个集的明确形式。这种形式主义，然后采用新的光对最近发现的结构和基数属性的聚合三量子位Mermin的“神奇”五芒星。此外，还指出了与所谓的黑洞-量子比特对应的一些有趣的联系。
2013-08-10 hep-th math-ph math.CO
Qubit and Fermionic Fock Spaces from Type II Superstring Black Holes
利用Hodge图的组合数据，从基于复紧化的II型超弦黑洞的角度研究了量子比特和费米子Fock空间.具体地说，我们建立了量子比特，费米子空间和极端黑洞之间的一对一的对应关系，在最大超对称超引力中得到的II型超弦复环面和Calabi-Yau紧化。我们将n维复环面紧化的微分形式解释为极值黑洞电荷上的n量子比特编码信息的状态。我们证明了有2^n个拷贝的n-量子比特系统可以分裂为2^n=2^{n-1}+2^{n-1}。更精确地说，IIA型超弦中有2^{n-1}个拷贝对应于偶D膜荷，而IIB型超弦中有2^{n-1}个拷贝对应于奇D膜荷。这种对应被推广到一类Calabi-Yau流形。本文从一维射影空间\mathbb{CP}^1的n个因子正则线丛出发，结合IIA型超弦中的黑洞荷，得到了一个n量子比特系统.
2017-01-30 hep-th
Albertian Channel Memory in Black-Hole Evaporation
Universidade Tecnológica Federal do Paraná（巴拉那联邦技术大学）
本文研究了八重奇异超引力理论中保留的吸引子部分，通过阿尔伯特代数J3(O)结构，提出了一种代数量子描述，揭示了黑洞蒸发过程中异常记忆与普通量子力学的关系。
2026-05-12 gr-qc hep-th quant-ph
Qubits from Black Holes in M-theory on K3 Surface
利用M-理论紧化方法，我们得到了N=2的七维超引力的标量子流形的一个三因子分离性，它与K3曲面的2-圈有关。具体地说，我们给出了这三个标量子流形因子与由M ~ 2-膜包裹这类2-圈得到的极值黑洞之间的相互作用。然后，我们证明了相应的黑洞电荷与一个，两个和四个量子比特系统。
2016-03-06 hep-th
It costs nothing to teleport information into a black hole
本文指出，利用黑洞退相干现象，可将量子信息以任意小的能量代价传送进黑洞，不违反广义第二定律和幺正性，且仅当信息被净擦除时才需最小能量。
2025-05-23 gr-qc hep-th quant-ph
Two-Center Black Holes, Qubits and Elliptic Curves
我们将N=2，d=4的stu，st^2和t^3模型中表征两中心极值黑洞解的U-对偶不变量与用于表征四量子比特系统纠缠类的基本不变量联系起来。对于t^3模型中D 0 D4-D2 D 6复合物的基本例子，我们说明了这些纠缠不变量与双中心解的一些物理性质的关系。接下来，我们表明，它是可能的椭圆曲线的两个中心的复合材料的电荷配置。超立方体的超行列式是一个24阶的四量子位多项式不变量，有2894276项，具有椭圆曲线的j不变量。我们提出了一些证据，这个数量和它的简单的推广应该发挥重要作用的物理两个中心的解决方案。
2011-04-01 hep-th math-ph math.MP
Four-qubit Systems and Dyonic Black Hole-Black Branes in Superstring Theory
利用Calabi-Yau流形上IIA型超弦理论中的双子解，我们重新考虑了在六维空间中利用弦/弦对偶性对黑色物体和量子信息理论的研究。具体地说，我们将四量子比特与IIA型紧化的弦四元数模空间相关联，该空间与由黑洞（BH）和携带8个电荷和8个磁荷的黑2-膜（B2B）形成的双子黑解相关联。这种联系是通过将T^{4}上杂合超弦的上同调类与四量子比特态联系起来而建立的。这些状态被解释在这样的双子电荷产生的四元数对称空间\frac{SO(4,4)}{SO(4)\times SO(4)}对应于一个N=4的西格玛模型在两个维度上的超势。超势被认为是一个依赖于四元数场映射到一类Clifford代数Cl_{0,4}的泛函。也给出了这样一个代数与杂化超弦理论中T^4的上同调类之间的联系。
2017-12-01 hep-th
Stringy Black Holes and the Geometry of Entanglement
最近在弦论中发现了纯态2和3量子比特纠缠与极端黑洞之间惊人的多重关系。在这里，我们进一步增加了数学上的相似性，这些相似性在弦理论和量子信息理论中都很有用。特别是，我们表明，在STU模型中计算宏观熵时找到模的冻结值，与找到由双子电荷定义的纯三量子比特纠缠态的典范形式有关。在这幅图中，BPS质量相对于模量的极值化与从任意纯三量子比特态找到GHZ态的最佳局部蒸馏协议的问题有关。这些结果和STU黑洞BPS和非BPS的几何分类可以用优美的扭子语言描述。最后，在黑洞熵和平均实形成纠缠之间建立了一个有趣的联系。
2006-03-17 hep-th quant-ph
Classification of "large" black holes into seven families
该研究利用局域幺正操作（LU）下三量子比特的纠缠族分类，通过黑洞-量子比特对应将“大”黑洞分为七族，发现分类仅与荷的绝对值比有关，还揭示了黑洞熵与冯·诺依曼纠缠熵的关联。
2024-08-15 hep-th quant-ph
Qubit Models of Black Hole Evaporation
最近，几个简单的黑洞蒸发的量子力学玩具模型出现在文献中，试图阐明黑洞信息悖论。我们提出了一个一般类的模型，是足够大的描述酉和非酉蒸发，并研究了一些具体的例子，以澄清一些潜在的混乱，最近的结果。我们还将Mathur的小修正界推广到黑洞动力学中。然后得出结论的要求酉蒸发的黑洞在这类模型。我们提出了一个单参数系列的模型，连续变形非酉霍金蒸发成一个单一的过程。所需的变形很大。
2012-08-24 hep-th
E_7 and the tripartite entanglement of seven qubits
在量子信息理论中，众所周知，三个量子比特的三重纠缠由群[SL（2，C）]^[3]描述，纠缠度量由凯莱超行列式给出。这提供了一个与弦论中某些N=2超对称黑洞的类比，其熵也由超行列式给出。在本文中，我们将类比扩展到N=8。我们提出用例外群E_7（C）描述一个特殊的Fano平面上编码的七个量子比特的三重纠缠，并用Cartan的四次E_7不变量给出纠缠度量。
2007-10-09 gr-qc hep-th quant-ph
From Black Hole to Qubits: Evidence of Fast Scrambling in BMN theory
BMN矩阵理论承认真空的形状大的球形膜。围绕这样的真空，该装置提供了一个受控的计算框架，用于测试矩阵黑洞中的信息演化。该理论将超引力多重态中的激发实现为量子比特。这些量子位耦合到描述膜的球形形状的变形的矩阵自由度。将膜上的波纹排列成热浴，我们使用量子比特系统作为探针，并计算一个循环阶的相关Feynman-Vernon密度矩阵。这使我们能够跟踪系统中纠缠的演变，并提取特征扰码时间尺度。我们发现，我们的数值分析与量子比特系统的熵在数学上与这种时间标度是一致的，与Sekino和Susskind的建议一致。
2015-06-20 hep-th
Graph Theory and Qubit Information Systems of Extremal Black Branes
利用基于Adinkras的图论，我们再次考虑在量子信息的框架下对极端黑膜的研究。更准确地说，我们提出了量子比特系统，Adinkras和某些极端黑膜之间的一一对应，这些极端黑膜是从T^n上紧化的IIA型超弦得到的。因此，我们将T^n的实霍奇图解释为由代表n个量子比特的2^n个玻色子节点构成的一类Adinkras的几何。在这个图形表示中，每个节点对量子位量子态和T^n上构建的极端黑膜的电荷的信息进行编码。这种对应关系被推广到实超流形T^{n}上与奇、偶几何相关的n个超量子比特|n}。利用组合计算，得到了描述玻色子态和费米子态个数的一般表达式。
2014-12-17 hep-th math-ph math.MP
Quantum Computing of Schwarzschild-de Sitter Black Holes and Kantowski-Sachs Cosmology
Schwarzschild-de Sitter黑洞的量子力学最近引起了人们极大的兴趣，因为它们独特的热力学性质以及它们在现代暗能量宇宙学中的实现，这表明存在一个小的正宇宙学常数。我们用量子计算研究了Schwarzschild-de Sitter黑洞和Kantowki-Sachs宇宙学。在这些情况下，除了哈密顿量，还有一个质量算符，它在描述黑洞的量子态和Kantowski-Sachs宇宙学中起着重要的作用。我们使用经典和量子计算来计算这些算子的谱。对于量子计算，我们使用变分量子本征求解器，它是在近期量子硬件上运行的混合经典量子算法。我们在谐振子基上使用4、6和8个量子比特进行计算，分别以16 × 16、64 × 64和256 × 256矩阵实现Schwarzschild-de Sitter黑洞和Kantowski-Sachs宇宙学的量子算符.对于4量子比特的情况下，我们发现高度准确的结果，但对于其他情况下，我们发现一个更精细的变分不等式将是必要的，以代表量子态的Schwarzschild-de Sitter黑洞或Kantowki-Sachs宇宙学在量子计算机上准确。
2022-02-20 gr-qc hep-th quant-ph
Four-qubit entanglement from string theory
我们引用黑洞/量子比特的对应关系来推导四量子比特纠缠的分类。由弦论从D=4到D=3的类时约化得到的U对偶轨道产生31个纠缠族，这些纠缠族减少到9个，直到4个量子比特的排列。
2010-06-30 hep-th quant-ph
A simple quantum system that describes a black hole
本研究回顾了一个由相互作用振子与Majorana费米子构成、可描述涌现宇宙中黑洞的简单量子系统，并估算了观测黑洞特征所需的量子比特数。
2023-05-07 gr-qc hep-th quant-ph
A Quantum Circuit Model of Black Hole Evaporation with Tunable Semi-Causality Violation
Chung Yuan Christian University（中原大学）；National Center for Theoretical Sciences（国家理论科学中心）；National Taiwan University（台湾大学）
该研究提出一个四量子比特黑洞蒸发量子电路模型，通过受控酉门实现可调半因果性破坏，发现非零参数导致残余熵和持续纠缠，表明纯化不完整，并揭示残余熵的标度行为。
2026-09-09 gr-qc hep-th quant-ph
Extremal Black Holes as Qudits
我们通过在复合代数上确定N=8和N=2的具有量子位和量子位的幻数超引力中的5维和6维1/2-BPS黑弦和空穴电荷矢量，扩展了黑洞/量子位对应.在D=6时，这是通过霍普夫纤维化来实现的，霍普夫纤维化将量子位映射到复合代数上，以对二次乔丹代数的一个元素进行排名。一个类似的过程将复合代数上的qutrits映射到D=5的电荷向量，它们是三次Jordan代数的秩1元素。在这两种情况下，U-对偶群被解释为qudit SLOCC变换群。我们提供了明确的门，这样的转换和研究它们的应用在超环面紧M-理论。
2012-02-21 hep-th quant-ph
M-theory, Black Holes and Cosmology
在迈克·达夫70岁生日之际，谨以此文献给他。我讨论了与迈克的兴趣密切相关的M理论/弦论/超引力的一些问题。本文描述了STU黑洞熵、Cayley超行列式、Bhargava立方体与三量子位Alice，Bob，Charlie三重对称性之间的关系。我简短地描述了我最近与Gunaydin，Linde，Yamada在M理论宇宙学上的工作，灵感来自Duff与Ferrara和Borsten，Levay，Marrani等人的工作。八元数和汉明纠错码是这些模型的基础。这些结果为未来宇宙微波背景探测器寻找暴胀产生的原始引力波提供了7个基准目标。我还显示了令人费解的关系，费米子质量本征值在这些宇宙学模型，例外约旦本征值问题，和黑洞熵。我们的宇宙学模型的对称性可以用E7的根系的考克斯特投影的美丽图片来说明。
2020-09-23 astro-ph.CO hep-ph hep-th
Dynamical decoherence of a qubit coupled to a quantum dot or the SYK black hole
研究了量子比特与描述相互作用费米子量子点的两体随机相互作用模型（TBRIM）或Sachdev-Ye-Kitaev（SYK）黑洞模型的弱耦合动力学退相干。我们确定了SYK模型中量子点或量子混沌的动态热化机制的量子比特弛豫和退相速率。这些速率被发现对应于费米黄金法则和量子芝诺制度依赖于量子比特费米子耦合强度。一个不寻常的制度，发现这些利率实际上是独立的TBRIM参数。我们提出了TBRIM和量子小世界网络之间的类比，在有限的时间内爆炸性地传播到指数级大量的状态，类似于小世界社交网络中的六度分离。我们发现SYK模型具有大约2 - 3个分离度。
2018-04-28 cond-mat.str-el hep-th
Comparing models for a unitary black hole S-matrix
本文以量子比特模型为工具，比较了幺正黑洞S矩阵的非等距模型与非暴力幺正化模型的特征差异，指出前者的内部出射激发演化疑难，发展了后者的量子比特模型并提出待解决问题。
2023-12-14 gr-qc hep-th
Quantum Computing for Rotating, Charged and String Theory Black Holes
旋转、带电、德西特和弦论黑洞的量子力学最近引起人们的兴趣，因为它们具有特殊的热力学性质，以及它们微观状态的神秘性质。对这个系统中涉及的算子进行全面的量子处理可以产生关于其性质的有价值的信息，类似于量子处理如何产生对原子、分子和基本粒子的有价值的洞察。利用量子计算研究了四种类型的黑洞，包括三维旋转Banados-Teitelboim-Zanelli（BTZ）黑洞、四维带电Reisner-Nordtrom（RN）黑洞、四维带电Reisner-Nordstrom -de Sitter（RN-dS）黑洞和二维带电弦黑洞.在这些情况下，除了哈密顿量，还有一个质量算符，它在描述黑洞的量子态中起着重要作用。我们使用经典和量子计算来计算这些算子的谱。对于量子计算，我们使用变分量子本征求解器（VQE），这是一种在近期量子硬件上运行的混合经典量子算法。我们在谐振子和位置基中使用4个量子比特进行计算，实现了16 x 16矩阵的黑洞的量子算符。对于4量子比特的情况下，我们发现高度准确的结果的质量本征值的不同值的电荷和角动量。对于二维带电弦黑洞，我们也用VQE计算了哈密顿约束的期望值和哈密顿约束与质量算符的换位子，结果与理论期望值吻合得很好.
2022-07-07 gr-qc hep-th quant-ph
Page curve and symmetries
受黑洞蒸发的量子过程及其对对称性的影响的启发，我们考虑一个具有随机动力学的量子比特系统作为黑洞的玩具模型。我们计算它的熵，并讨论其影响。我们首先考虑电荷守恒的情况，并计算电荷分辨熵。我们推导出一个简单的解决类似的页面曲线。然后，我们考虑的情况下，对称性被明确打破和收费不再保守。它可以作为黑洞蒸发中全局对称性破缺的玩具模型。尽管框架很简单，但在我们的量子比特模型中，量子分辨熵在类似于黑洞蒸发的过程中捕捉到了各种有趣的特征。
2022-06-20 cond-mat.stat-mech gr-qc hep-th
SLOCC and LU classification of black holes with eight electric and magnetic charges
针对黑洞SLOCC分类判据缺失、LU分类未被研究的问题，本文基于三量子比特纠缠等价性定义，给出八荷STU黑洞的SLOCC和LU分类判据，识别出对应W态的高纠缠熵黑洞，并将GHZ类纯态对应黑洞在LU下分为5族。
2024-08-15 gr-qc hep-th math-ph
E_6 and the bipartite entanglement of three qutrits
最近的研究建立了一个四维超对称黑洞的熵在弦论和量子信息理论的纠缠之间的类比。示例包括：（1）N=2个STU黑洞和三个量子比特的三重纠缠（二态系统），其中公共对称性为[SL（2）]^3;（2）N=8个黑洞和七个量子比特的三重纠缠，其中公共对称性为包含[SL（2）]^7的E_7。这里我们给出另一个例子：五维空间中N=8个黑洞（或黑弦）和三个量子点的二分纠缠（三态系统），其中共同的对称性是包含[SL（3）]^[3]的E_6。黑洞（或黑弦）熵和纠缠度量都由Cartan三次E_6不变量提供。类似的类比也存在于四维和五维的“神奇”N=2的超重力黑洞中。
2007-10-09 hep-th quant-ph
Unitary (semi)causal quantum-circuit representation of black hole evaporation
本文用量子线路语言推导了遵循事件视界半因果性的黑洞幺正蒸发结构，分析了纠缠熵演化，并以两族量子比特玩具模型作为示例。
2024-02-23 gr-qc hep-th quant-ph
