斯坦福大學理論物理學教授倫納德·薩斯坎德在位于加州帕洛阿爾托的家中。
近年來,,隨著量子計算的興起,,物理學家通過研究黑洞的信息處理能力(就好像它們是量子計算機一樣),獲得了有關(guān)這些物理系統(tǒng)的新見解,。
這個視角讓薩斯坎德及其合作者找到了一個候選對象,來描述黑洞不斷變化的量子特性,,正是這種特性,,導致了黑洞的內(nèi)部體積持續(xù)增長。他們提出,,發(fā)生變化的是黑洞的“復雜性”——這大致衡量的是恢復黑洞初始量子狀態(tài)(黑洞形成時)所需的計算量,。黑洞形成后,隨著內(nèi)部粒子相互作用,,關(guān)于其初始狀態(tài)的信息變得越來越混亂,。其結(jié)果就是,黑洞的復雜性不斷增長,。
薩斯坎德團隊利用簡化模型,,將黑洞以全息圖形式呈現(xiàn),由此證明,,黑洞的復雜性和體積都以相同的速率增長,,從而為這樣一個觀點提供了支持,即黑洞的復雜性和體積也許是互為支撐的,。
而且,,鑒于貝肯斯坦已計算得出,黑洞會存儲其表面區(qū)域所允許的最大信息量,,薩斯坎德的研究表明,,黑洞的復雜性會以物理定律所允許的最快速度不斷增長,。
加州理工學院理論物理學家約翰·普瑞斯基爾(John Preskill)同樣也在利用量子信息理論來研究黑洞,他認為,,薩斯坎德的想法很有趣,。“這種計算復雜性的概念在很大程度上是計算機科學家可能想到的東西,,通常不是物理學家能玩得轉(zhuǎn)的,。”普瑞斯基爾說,,“而它也許對應于黑洞的某個特性——了解廣義相對論的人都能很自然地想到這種特性——這一點真的很酷,。”這種特性指的就是黑洞內(nèi)部的增長,。
對于薩斯坎德理論的含義,,研究人員仍然感到困惑不解。斯坦福大學理論物理學家阿隆·沃爾(Aron Wall)說,,“這個提法固然令人興奮,,但在很大程度上仍然屬于推測,也許并不正確,?!蔽譅柋硎荆瑸榱岁U明量子相互作用的復雜性是如何跟空間體積對應起來的,,挑戰(zhàn)之一是要在黑洞的語境下定義復雜性,。