量子理論：物理學家建造數學「遊樂場」以研究量子資訊論

在Skolkovo科學技術研究所和肯塔基大學的一項新研究中，研究人員發現了量子資訊和量子場論之間的新聯繫。這項工作證明了量子資訊論在物理學各個領域中的作用越來越大。這篇論文發表在《物理評論快報》雜誌上。

量子資訊作為連接物理學各分支的組織，發揮著越來越重要的作用。特別是量子糾錯，它描述了如安在量子計算機和其他龐雜的交互系統中保護和恢復資訊，已經成為現代人對量子引力理解的基石之一。

「糾錯」是指找到任何不可預見的或不希望預見的資訊擾亂。比方說，一個計算機文件占據了硬碟的一個特定的小區域，文件的碎片會散落在硬碟的不同區域，然後糾錯碼會將這些碎片收集起來並恢復原始資訊。糾錯碼在數據存儲和通訊系統中被大量使用。量子糾錯碼在物理系統中發揮著類似的作用。

在前不久的一個意外中，科學家們意識到，量子引力（描述空間和時間的量子動態的理論）也有類似作用，能在空間的不同地方之間交換資訊。

量子引力的資訊定位仍然是理論物理學中少數幾個未解決的基本問題之一。因此量子糾錯碼的出現有很大的研究價值的。然而，人們對量子糾錯碼的作用只是略作了解，而隱藏在資訊背後的明確機制仍然難以捉摸。

來自肯塔基大學物理和天文學系的Alfred Shapere和他的同事在量子糾錯碼和二維共形場論之間建立了一種新的聯繫。後者描述了量子粒子的相互作用，並已成為描述許多不同現象的標準理論工具——從基本粒子到量子材料（如石墨烯）中出現的準粒子。

現在在這個新的「遊樂場」中，物理學家可以在量子場論的背景下研究量子糾錯碼的作用了。

該研究論文題為”Solutions of Modular Bootstrap Constraints from Quantum Codes”，已發表在《物理評論快報》上。主要作者為Anatoly Dymarsky和Alfred Shapere。

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參考資料：https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.126.161602