Ist unsere Raumzeit in Wahrheit ein Quantum-Error-Correcting-Code? (Video)

John Preskill (Foto), Professor am California Institute of Technology, ist vor allem für seine bemerkenswerten Entwicklungen von Quantencomputermodellen bekannt, insbesondere für topologisches Quantencomputing. Preskill’s Vorlesungen inspirieren eine ganze Generation brillanter Physiker, die an Quantenberechnungen arbeiten. Diese Erfahrung im Quantencomputing lässt Dr. Preskill darauf hindeuten, mit der einzigartigen Perspektive einer Quantencode-Realität an die Tore des Universums zu klopfen.

Ist die Raumzeit ein Quantum-Error-Correcting-Code?

Die informationstheoretische Facette, mit der sich die physikalische Forschung in den letzten Jahren befasst, wenn es darum geht, die Gesetze des Universums zu verstehen, mag bizarr erscheinen, aber es macht durchaus Sinn, die Argumente von Dr. Preskill über die Existenz der Raumzeit als Quantencode im Video am Ende (engl.) anzuhören.

Die Idee, die Raumzeit wie einen Quantencode auszudrücken, ist so erstaunlich. Es basiert auf zwei relativ neuen Ideen in der Physik, dem holographischen Prinzip und der Quantenfehlerkorrektur. Das holographische Prinzip behauptet, dass alle in einer Region des Raums enthaltenen Informationen an der Grenze der Region codiert sind. (Leben wir in einer Illusion?) Die Quantenfehlerkorrektur ist die Grundlage für den Bau von großen Quantencomputern, die zur Lösung schwerer Probleme eingesetzt werden können. Basierend auf diesen beiden Ideen haben Fernando Pastawski, Beni Yoshida, Daniel Harlow und John Preskill Quantencodes konstruiert, die das holographische Prinzip realisieren.

John Preskill und Co. bauten dieses unglaubliche Bild der Raumzeit auf der vorherigen Arbeit von Almheiri und Co. sowie Polchinski und Co. auf. Diese Forscher kamen alle zu dem Schluss, dass die Raumzeit als quantenfehlerkorrigierender Code ausgedrückt wird, formulierten ihn jedoch nicht explizit.

“In meiner Arbeit fand ich, dass unsere holographische Raumzeit und Quantenfehlerkorrektur ein und dasselbe sind. Selbst ein einfacher Code kann als 2D-Hologramm verstanden werden.” – John Preskill

Preskill arbeitet zur Zeit daran, die Sprache der Quantenfehlerkorrektur letztendlich auf die tatsächliche Raumzeit zu übertragen. Er geht davon aus, dass unsere gesamte 3-dimensionale Raumzeit aus einem platzierten Quantum-Error-Correcting-Code entspringen könnte.

Und wie abgefahren ist das?

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Ref.: quantamagazine