非高斯性作为量子引力理论的特征标志
量子物理
2021-07-21 v7 量子气体
广义相对论与量子宇宙学
摘要
在实验台上检验量子引力(QG)长期以来被认为实际上是不可能的。然而,由于量子信息科学(QIS)的快速发展,此类检验可能很快就能实现。在此,我们揭示了QG与QIS之间一个令人振奋的新理论联系,这也带来了一种利用QIS实验检验QG的全新方式。具体而言,我们发现只有量子的而非经典的引力理论,才能在物质的量子场态中产生非高斯性——一种通用量子计算所必需的QIS资源。这使得基于QIS的检验得以实现,其中物质中的非高斯性被用作QG的特征标志。与先前利用QIS检验QG的研究(在排除所有其他量子相互作用时以纠缠来见证QG)相比,我们的非高斯性见证无法由直接的经典引力相互作用产生,从而便于不受此类过程存在所限制的检验。我们这一QG的新特征还使得基于单一而非多体量子系统的检验成为可能,简化了先前考虑的实验装置。我们描述了一种利用我们的非高斯性特征、且仅基于单一量子系统(位于单一处的玻色-爱因斯坦凝聚态(BEC))的桌面QG检验。与基于光力装置的方案不同,BEC已被操控进入大质量非经典态,有助于在不久的将来实现QG检验的前景。
引用
@article{arxiv.2004.01189,
title = {Non-Gaussianity as a signature of a quantum theory of gravity},
author = {Richard Howl and Vlatko Vedral and Devang Naik and Marios Christodoulou and Carlo Rovelli and Aditya Iyer},
journal= {arXiv preprint arXiv:2004.01189},
year = {2021}
}
备注
34 pages