时空信息

在通常的量子理论中，关于量子系统可获得的信息是通过描述其在类空曲面上的密度矩阵来定义的。对于没有类空曲面上态概念的量子理论扩展，这一定义必须加以推广。当时空几何发生量子涨落，或几何固定但无法被类空曲面分层时，相应的广义量子理论也需要推广这一定义。本文引入了一个四维的概念，用以描述在量子系统可能展现的各种退相干历史集合中，关于其边界条件可获得的信息。时空信息的思想在几个背景下得到应用：当时空几何固定时，定义了通过限制在某个时空区域内的替代方案可获得的信息。将一般算符替代方案历史所获得的信息，与从路径求和量子力学中更受限的粗粒化所获得的信息进行了比较。在广义量子理论中考虑了信息的定义。我们具体考虑了具有初末条件的时间中性量子力学、具有非幺正演化的量子理论，以及适用于量子时空的广义量子框架。在这些理论中，关于量子系统的完整信息不一定能在任何类空曲面上获得，而必须在整个时空中寻找。因此，通常与黑洞蒸发中“纯态演化为混合态”相关的信息损失，并不与广义量子力学的原理相冲突。