Выдающееся исследование специалистов из Сколтеха совместно с коллегами из Университета Кентукки позволило обнаружить удивительную взаимосвязь между квантовой информацией и теорией поля. Это замечательное открытие, опубликованное в престижном издании Physical Review Letters, демонстрирует возрастающее значение квантовой информации в современной физике.
Сегодня квантовая информация становится ключевым объединяющим элементом различных физических дисциплин. Особенно интересно ее применение в квантовой гравитации через теорию квантовой коррекции ошибок. Эта теория открывает уникальные возможности для защиты данных в квантовых вычислительных системах и других сложных взаимодействующих структурах.
Ведущий исследователь Анатолий Дымарский, доцент Сколковского института науки и технологий, поясняет: «В физических системах информация обычно сконцентрирована в определенном месте, подобно файлу на компьютере, занимающему конкретный участок диска. Когда происходит нежелательное рассеивание данных по более широкой области, мы сталкиваемся с «ошибкой» — своеобразным распылением информации. Для восстановления целостности данных разработаны специальные математические алгоритмы — коды коррекции ошибок. В квантовом мире применяются их особые разновидности — квантовые коды исправления ошибок».
Исследователи сделали потрясающее открытие: в квантовой гравитации, изучающей динамику квантового пространства-времени, информационный обмен между разными областями пространства осуществляется по схожим математическим законам. «Вопрос локальности информации в квантовой гравитации остается одной из интереснейших загадок теоретической физики. Появление хорошо изученных математических структур, включая квантовые коды коррекции ошибок, открывает захватывающие перспективы», — подчеркивает Дымарский.
В новаторской работе Анатолий Дымарский и Альфред Шапир из Университета Кентукки впервые продемонстрировали связь между квантовыми кодами коррекции ошибок и двумерными конформными теориями поля. Эти теории успешно описывают взаимодействия квантовых частиц и широко применяются для объяснения множества явлений — от поведения элементарных частиц до свойств графена. Некоторые конформные теории также помогают понять квантовую гравитацию через призму голографического соответствия.
«Мы создали инновационную площадку для изучения квантовых кодов коррекции ошибок в контексте квантовой теории поля и гравитации. Это многообещающий шаг к раскрытию механизмов локальности информации и пониманию глубинной красоты математических закономерностей», — с энтузиазмом отмечает Дымарский.
