“大”黑洞的七族分类

黑洞-量子比特对应关系已被证明“有助于通过利用另一方的方法，对弦黑洞理论和量子信息理论之一获得额外洞见”[Phys. Rev. D 82, 026003 (2010)]。尽管不同类别的弦理论黑洞可与著名的三量子比特纯态的随机局部操作与经典通信（SLOCC）纠缠类相关联，但弦理论要求的分类比三量子比特的 SLOCC 分类更为细致。本文中，我们推导了三量子比特在局域酉操作（LU）下的纠缠族，并利用黑洞-量子比特对应关系将“大”黑洞分类为七个不等价的族。特别地，我们表明具有 4 个非零电荷（$q_{0}$、$p^{1}$、$p^{2}$ 和 $p^{3}$）的两个黑洞，若其差异仅在于电荷符号，则它们是 LU 等价的。因此，黑洞的分类与电荷符号无关，而仅与电荷绝对值之比有关。这一观察简化了分类任务，因为只需考虑非 BPS 黑洞或 BPS 黑洞的分类之一，而无需两者兼顾。此外，通过 LU 分类，可以观察到该黑洞-量子比特对应的物理基础，并揭示了黑洞熵与 von Neumann 纠缠熵之间的关系。因此，LU 分类提供了比 SLOCC 分类更直接的物理联系。基于 LU 分类，我们进一步研究了七个族各自的 von Neumann 纠缠熵性质，并找到了具有最大 von Neumann 纠缠熵的黑洞。