Quantum Gravity and Quantum Information

量子引力和量子信息

基本信息

  • 批准号:
    2207851
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 36万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    美国
  • 项目类别:
    Continuing Grant
  • 财政年份:
    2022
  • 资助国家:
    美国
  • 起止时间:
    2022-07-01 至 2025-06-30
  • 项目状态:
    未结题

项目摘要

This project lies at the interface of quantum gravity and quantum information. The cross-fertilization of these two sub-fields is at the roots of a number of foundational results in theoretical physics related to the interface between gravity and quantum mechanics. The goal of this project is to develop new quantum-information methods and apply them to the exploration of the quantum nature of spacetime. The results of this research are expected to have a direct impact on the development of loop quantum gravity (LQC), a theory that unifies gravitation with all the other forces of nature, and of the understanding of the interplay between these forces in the very early universe.In the context of loop quantum gravity, methods from condensed-matter physics are applied to spin-network states to identify the corner of the kinematical Hilbert space which supports quantum geometries with long-range correlations. In particular, typicality and eigenstate thermalization in a new fermionic representation of the spin 1/2 truncation is employed. At the dynamical level, methods from causal networks are applied to spin-foams to identify classes of configurations with a fixed global causal structure and determine the effective Lagrangian of the theory. At the perturbative level, the entanglement production by quantum fields in cosmological spacetimes is studied, with a focus on the pre-inflationary phase. The objective is to identify quantum-information quantities, such as the mutual information between regions of spacetime, that describe universal features of the transition between the non-perturbative quantum gravity phase and the perturbative effective-field-theory regime.This award reflects NSF's statutory mission and has been deemed worthy of support through evaluation using the Foundation's intellectual merit and broader impacts review criteria.
本项目处于量子引力与量子信息的交汇处。这两个子领域的相互作用是理论物理学中与引力和量子力学之间的界面有关的许多基础结果的根源。该项目的目标是开发新的量子信息方法,并将其应用于探索时空的量子本质。这项研究的结果预计将对环量子引力(LQC)的发展产生直接影响,LQC是一种将引力与所有其他自然力统一起来的理论,以及对早期宇宙中这些力之间相互作用的理解。在环量子引力的背景下,将凝聚态物理的方法应用于自旋网络状态,以识别支持具有远程相关性的量子几何的运动学希尔伯特空间的角落。特别地,在自旋1/2截断的新费米子表示中采用了典型性和本征态热化。在动力学层面上,将因果网络的方法应用于自旋泡沫,以识别具有固定全局因果结构的构型类别,并确定理论的有效拉格朗日量。在微扰水平上,研究了宇宙时空中量子场产生的纠缠,重点研究了前暴胀阶段。目标是确定量子信息量,如时空区域之间的互信息,描述非摄动量子引力相和摄动有效场理论状态之间过渡的普遍特征。该奖项反映了美国国家科学基金会的法定使命,并通过使用基金会的知识价值和更广泛的影响审查标准进行评估,被认为值得支持。

项目成果

期刊论文数量(1)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
Volume-Law Entanglement Entropy of Typical Pure Quantum States
  • DOI:
    10.1103/prxquantum.3.030201
  • 发表时间:
    2021-12
  • 期刊:
  • 影响因子:
    9.7
  • 作者:
    Eugenio Bianchi;L. Hackl;M. Kieburg;M. Rigol;L. Vidmar
  • 通讯作者:
    Eugenio Bianchi;L. Hackl;M. Kieburg;M. Rigol;L. Vidmar
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  • 作者:
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  • 影响因子:
    0
  • 作者:
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  • 通讯作者:
    You Ding
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  • DOI:
  • 发表时间:
    2023
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    L. Cacciapuoti;E. Macías;A. Maury;C. Chandler;N. Sakai;L. Tychoniec;S. Viti;A. Natta;M. D. Simone;A. Miotello;C. Codella;C. Ceccarelli;L. Podio;D. Fedele;D. Johnstone;Y. Shirley;B. Liu;Eugenio Bianchi;Z. Zhang;J. Pineda;L. Loinard;F. M'enard;U. Lebreuilly;R. Klessen;P. Hennebelle;S. Molinari;L. Testi;S. Yamamoto
  • 通讯作者:
    S. Yamamoto
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  • 发表时间:
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  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    Eugenio Bianchi;Hal M. Haggard
  • 通讯作者:
    Hal M. Haggard
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  • 发表时间:
    2018
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    Eugenio Bianchi;Anuradha Gupta;Hal M. Haggard;B. Sathyaprakash
  • 通讯作者:
    B. Sathyaprakash
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  • DOI:
  • 发表时间:
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  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    Eugenio Bianchi;L. Modesto;C. Rovelli;Simone Speziale
  • 通讯作者:
    Simone Speziale

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    2021
  • 资助金额:
    $ 36万
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  • 批准号:
    545750-2020
  • 财政年份:
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  • 资助金额:
    $ 36万
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  • 财政年份:
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  • 资助金额:
    $ 36万
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