Betapa membingungkannya keniscayaan dengan kenyataan menciptakan paradoks selama puluhan tahun. Bagaimana jika relativitas umum tidak pernah benar-benar memberi tahu kita bahwa lubang hitam sudah ada, namun hanya menyatakan bahwa pembentukannya tidak bisa dihindari di masa depan tanpa batas yang tidak akan pernah bisa kita amati? Dalam teori baru, Daryl Janzen, fisikawan di Universitas Saskatchewan di Saskatoon, Kanada, mempertanyakan apakah (…)

JetMedia Digital Agency

Studi baru mengungkap kekuatan-kekuatan yang membentuk dan kemudian meruntuhkan pusat kota kuno, dan menunjukkan bagaimana pola-pola ini tercermin dalam tantangan kota modern. Mengapa orang memilih pindah ke kota, dan mengapa mereka memutuskan untuk pergi? Saat ini, populasi perkotaan berpindah karena berbagai alasan — peluang ekonomi, kemacetan, preferensi gaya hidup, kualitas udara (…)

JetMedia Digital Agency

Penelitian baru menantang gagasan lama bahwa sebagian besar mutasi genetik bersifat netral. Selama bertahun-tahun, para ilmuwan yang mempelajari evolusi percaya bahwa sebagian besar perubahan genetik yang mempengaruhi evolusi gen dan protein pada dasarnya bersifat netral. Mutasi ini dianggap tidak berbahaya dan tidak membantu, sehingga memungkinkan mereka melewati seleksi alam tanpa banyak pemberitahuan. A (…)

JetMedia Digital Agency

Pendekatan berbasis teori baru memberikan akses terhadap gerakan transversal kecil quark di dalam proton. Fisikawan nuklir telah mengembangkan kerangka teori baru yang memungkinkan mereka menghitung kuantitas penting untuk memahami pergerakan tiga dimensi quark di dalam proton. Dengan menggunakan metode inovatif ini, para peneliti telah menciptakan gambaran yang jauh lebih tepat tentang (…)

JetMedia Digital Agency

Sebuah studi baru dari Pulau Surtsey di Islandia mengungkapkan bahwa burung bertanggung jawab membawa sebagian besar tanaman yang menghuni pulau tersebut, menantang kepercayaan lama bahwa bentuk biji atau buah menentukan bagaimana tanaman menyebar. Ketika Surtsey, sebuah pulau vulkanik, muncul dari Samudra Atlantik Utara pada tahun 1963, hal ini memberikan para ilmuwan fenomena alam yang langka (…)

RisalahPos.com Network

Para ilmuwan telah menemukan bahwa magnetosfer bumi mempunyai muatan yang berlawanan dengan apa yang selama ini diyakini. Daerah luar angkasa yang dipengaruhi oleh medan magnet bumi disebut magnetosfer. Di dalam gelembung pelindung ini, para ilmuwan telah mengamati gaya listrik yang bergerak dari sisi pagi planet menuju sisi malam. Medan listrik yang luas ini berperan (…)

RisalahPos.com Network

Evolusi materi gelap mungkin menjelaskan percepatan kosmik. Pengamatan mendukung model campuran. Selama bertahun-tahun, teka-teki yang membandel menjadi pusat model kosmologis standar. Bukti jelas mendukung perluasan alam semesta, namun pengukuran dari kosmos awal menunjukkan tingkat percepatan yang lebih rendah dibandingkan pengukuran yang dilakukan di dekatnya dalam ruang dan waktu. Ketidakcocokan ini (…)

RisalahPos.com Network

Bagaimana jika alam semesta ingat? Kerangka kerja baru yang berani mengusulkan agar ruangwaktu bertindak sebagai memori kuantum.

Selama lebih dari seratus tahun, fisika telah bertumpu pada dua teori dasar. Relativitas umum Einstein menggambarkan gravitasi sebagai kelengkungan ruang dan waktu, sementara mekanika kuantum mengatur perilaku partikel dan bidang.

Setiap teori sangat sukses dalam domainnya sendiri, namun menggabungkannya mengarah pada kontradiksi, khususnya dalam kaitannya dengan lubang hitam, materi gelap, energi gelap, dan asal -usul alam semesta.

Rekan -rekan saya dan saya telah menjelajahi cara baru untuk menjembatani pemisah itu. Idenya adalah untuk memperlakukan informasi – bukan masalah, bukan energi, bahkan ruangwaktu itu sendiri – sebagai bahan yang paling mendasar dari kenyataan. Kami menyebut kerangka kerja ini matriks memori kuantum (qmm).

Ruangwaktu sebagai sel memori diskrit

Pada intinya adalah klaim yang sederhana namun kuat: ruangwaktu tidak halus, tetapi diskrit – terbuat dari “sel” kecil, yang disarankan mekanika kuantum. Setiap sel dapat menyimpan jejak kuantum dari setiap interaksi, seperti berlalunya partikel atau bahkan pengaruh gaya seperti elektromagnetisme atau interaksi nuklir, yang melewati. Setiap peristiwa meninggalkan perubahan kecil dalam keadaan kuantum lokal sel ruangwaktu.

Dengan kata lain, alam semesta tidak hanya berevolusi. Itu ingat.

Ceritanya dimulai dengan lubang hitam Paradoks Informasi. Menurut relativitas, apa pun yang jatuh ke dalam lubang hitam hilang selamanya. Menurut teori kuantum, itu tidak mungkin. Informasi tidak dapat dihancurkan.

QMM menawarkan jalan keluar. Saat materi jatuh, sel -sel ruangwaktu di sekitarnya mencatat jejaknya. Ketika lubang hitam akhirnya menguap, informasi tidak hilang. Itu telah ditulis dalam ingatan ruangwaktu.

Mekanisme ini ditangkap secara matematis dengan apa yang kami sebut operator jejak, aturan reversibel yang membuat konservasi informasi berhasil. Pada awalnya, kami menerapkan ini pada gravitasi. Tapi kemudian kami bertanya: Bagaimana dengan kekuatan alam lainnya? Ternyata mereka cocok dengan gambar yang sama.

Dalam model kami dengan asumsi bahwa sel ruangwaktu ada, kekuatan nuklir yang kuat dan lemah, yang menyatukan inti atom, juga meninggalkan jejak dalam ruangwaktu. Kemudian, kami memperluas kerangka kerja ke elektromagnetisme (meskipun makalah ini saat ini sedang ditinjau sejawat). Bahkan medan listrik sederhana mengubah keadaan memori sel ruangwaktu.

Menjelaskan materi gelap dan energi gelap

Itu membawa kita ke prinsip yang lebih luas yang kita sebut dualitas geometri-informasi. Dalam pandangan ini, bentuk ruangwaktu dipengaruhi tidak hanya oleh massa dan energi, seperti yang diajarkan Einstein kepada kita, tetapi juga oleh bagaimana informasi kuantum didistribusikan, terutama melalui keterikatan. Keterikatan adalah fitur kuantum di mana dua partikel, misalnya, dapat terhubung dengan ceria, yang berarti bahwa jika Anda mengubah keadaan satu, Anda secara otomatis dan segera mengubah yang lain – bahkan jika itu adalah tahun -tahun cahaya lagi.

Pergeseran perspektif ini memiliki konsekuensi dramatis. Dalam satu studi, saat ini di bawah peer review, kami menemukan bahwa gumpalan jejak berperilaku seperti materi gelap, zat yang tidak diketahui yang membentuk sebagian besar materi di alam semesta. Mereka mengelompok di bawah gravitasi dan menjelaskan gerakan galaksi – yang tampaknya mengorbit dengan kecepatan tinggi yang tak terduga – tanpa membutuhkan partikel baru yang eksotis.

Di yang lain, kami menunjukkan betapa energi gelapnya juga muncul. Ketika sel ruangwaktu jenuh, mereka tidak dapat merekam informasi baru dan independen. Sebaliknya, mereka berkontribusi pada energi sisa ruangwaktu. Menariknya, kontribusi sisa ini memiliki bentuk matematika yang sama dengan “konstanta kosmologis”, atau energi gelap, yang membuat alam semesta mengembang pada tingkat yang dipercepat.

Ukurannya cocok dengan energi gelap yang diamati yang mendorong akselerasi kosmik. Bersama -sama, hasil ini menunjukkan bahwa materi gelap dan energi gelap mungkin dua sisi dari koin informasi yang sama.

Alam semesta siklik?

Tetapi jika ruangwaktu memiliki memori yang terbatas, apa yang terjadi saat terisi? Makalah kosmologis terbaru kami, diterima untuk publikasi di Jurnal Kosmologi dan Fisika Astropartikelmenunjuk ke alam semesta siklik – dilahirkan dan sekarat berulang -ulang. Setiap siklus ekspansi dan kontraksi menyetor lebih banyak entropi – ukuran gangguan – ke dalam buku besar. Ketika terikat tercapai, alam semesta “memantul” menjadi siklus baru.

Mencapai Bound berarti Kapasitas Informasi SPACETIME (Entropy) dimaksimalkan. Pada saat itu, kontraksi tidak dapat berlanjut dengan lancar. Persamaan menunjukkan bahwa alih -alih pingsan menjadi singularitas, entropi yang tersimpan mendorong pembalikan, yang mengarah ke fase ekspansi baru. Inilah yang kami gambarkan sebagai “bouncing”.

Usia informasi yang terbatas

Dengan membandingkan model dengan data pengamatan, kami memperkirakan bahwa alam semesta telah melewati tiga atau empat siklus ekspansi dan kontraksi, dengan kurang dari sepuluh tersisa. Setelah siklus yang tersisa selesai, kapasitas informasi ruangwaktu akan sepenuhnya jenuh. Pada titik itu, tidak ada bouncing lebih lanjut. Sebaliknya, alam semesta akan memasuki fase akhir memperlambat ekspansi.

Itu membuat “usia informasi” yang sebenarnya dari kosmos sekitar 62 miliar tahun, bukan hanya 13,8 miliar tahun dari ekspansi kami saat ini.

Sejauh ini, ini mungkin terdengar murni teoretis. Tapi kami telah menguji bagian QMM di komputer kuantum saat ini. Kami memperlakukan qubit, unit dasar komputer kuantum, sebagai sel ruangwaktu kecil. Menggunakan protokol jejak dan pengambilan berdasarkan persamaan QMM, kami memulihkan keadaan kuantum asli dengan lebih dari 90% ketepatan.

Tes praktis pada komputer kuantum

Ini menunjukkan kepada kita dua hal. Pertama, bahwa operator jejak bekerja pada sistem kuantum nyata. Kedua, ia memiliki manfaat praktis. Dengan menggabungkan pencetakan dengan kode koreksi kesalahan konvensional, kami secara signifikan mengurangi kesalahan logis. Itu berarti QMM mungkin tidak hanya menjelaskan kosmos, tetapi juga membantu kita membangun komputer kuantum yang lebih baik.

QMM membingkai ulang alam semesta sebagai bank memori kosmik dan komputer kuantum. Setiap peristiwa, setiap kekuatan, setiap partikel meninggalkan jejak yang membentuk evolusi kosmos. Ini mengikat beberapa teka -teki terdalam dalam fisika, dari paradoks informasi hingga materi gelap dan energi gelap, dari siklus kosmik hingga panah waktu.

Dan itu melakukannya dengan cara yang sudah dapat disimulasikan dan diuji di lab. Apakah QMM terbukti menjadi kata terakhir atau batu loncatan, itu membuka kemungkinan yang mengejutkan: alam semesta mungkin bukan hanya geometri dan energi. Itu juga memori. Dan dalam ingatan itu, setiap momen sejarah kosmik mungkin masih ditulis.

Referensi: “Sumur Informasi dan Munculnya Lubang Hitam Primordial di Alam Semesta Quantum Siklik” oleh Florian Neukart, Eike Marx dan Valerii Vinokur, 14 Juni 2025, Arxiv.
Doi: 10.48550/arxiv.2506.13816

Diadaptasi dari artikel yang awalnya diterbitkan dalam percakapan.

Jangan pernah melewatkan terobosan: Bergabunglah dengan buletin ScitechDaily.
Ikuti kami di google, temukan, dan berita.

Pengamatan baru dari dua lubang hitam penggabungan telah mengkonfirmasi prediksi yang dilakukan beberapa dekade lalu oleh Albert Einstein, Stephen Hawking, dan Roy Kerr.

Satu dekade yang lalu, para ilmuwan pertama kali mengambil riak di jalinan ruang-waktu, yang dikenal sebagai Gelombang gravitasidiproduksi oleh tabrakan dua lubang hitam. Sekarang, dibantu oleh instrumentasi yang lebih baik dan banyak keberuntungan, yang baru diamati lubang hitam Merger menawarkan pandangan paling pasti sejauh ini tentang bagaimana lubang hitam berperilaku-dan, dalam prosesnya, memberikan konfirmasi yang telah lama dicari dari prediksi utama oleh Albert Einstein dan Stephen Hawking.

Pengukuran terbaru berasal dari Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory (Ligo), dengan analisis yang dipimpin oleh astrofisika Maximiliano ISI dan Will Farr dari Pusat Astrofisika Komputasi Flatiron di New York City. Temuan ini menerangi sifat lubang hitam dan struktur yang mendasari ruang-waktu, menunjukkan kemungkinan titik kontak antara fisika kuantum dan relativitas umum Einstein.

“Ini adalah pandangan yang paling jelas tentang sifat lubang hitam,” kata Isi, yang juga merupakan asisten profesor di Universitas Columbia. “Kami telah menemukan beberapa bukti terkuat bahwa lubang hitam astrofisika adalah lubang hitam yang diprediksi dari teori relativitas umum Albert Einstein.”

Temuan baru -baru ini diterbitkan di jurnal Surat Ulasan Fisik oleh kolaborasi ligo-virgo-kagra.

Lubang hitam dan gelombang gravitasi

Untuk bintang besar, lubang hitam menandai langkah terakhir dalam siklus hidup mereka. Gravitasi mereka begitu kuat sehingga bahkan cahaya tidak bisa lepas. Ketika dua lubang hitam bertabrakan, mereka melengkung ruang itu sendiri dan menghasilkan gelombang gravitasi yang melakukan perjalanan ke luar melintasi kosmos, mirip dengan cara lonceng berdering setelah dipukul.

Riak-riak yang mendefinisikan ruang itu, yang disebut gelombang gravitasi, dapat memberi tahu para ilmuwan banyak tentang benda-benda yang menciptakannya. Sama seperti lonceng besi besar membuat suara yang berbeda dari lonceng aluminium yang lebih kecil, “suara” yang dibuat oleh penggabungan lubang hitam adalah khusus untuk sifat -sifat lubang hitam yang terlibat.

Para ilmuwan dapat mendeteksi gelombang gravitasi dengan instrumen khusus di observatorium seperti LIGO di Amerika Serikat, Virgo di Italia, dan Kagra di Jepang. Instrumen -instrumen ini dengan hati -hati mengukur berapa lama waktu yang dibutuhkan laser untuk menempuh jalan yang diberikan. Saat gelombang gravitasi meregangkan dan mengompres ruang-waktu, panjang instrumen, dan dengan demikian waktu perjalanan cahaya, berubah dengan cermat. Dengan mengukur perubahan kecil dengan presisi besar, para ilmuwan dapat menggunakannya untuk menentukan karakteristik lubang hitam.

Gelombang gravitasi yang baru dilaporkan ditemukan dibuat oleh merger yang membentuk lubang hitam dengan massa 63 matahari dan berputar pada 100 revolusi per detik. Temuan ini datang 10 tahun setelah Ligo membuat deteksi merger lubang hitam pertama. Sejak penemuan tengara itu, peningkatan peralatan dan teknik telah memungkinkan para ilmuwan untuk mendapatkan pandangan yang lebih jelas pada acara-acara yang mengguncang ruang ini.

“Pasangan baru lubang hitam hampir kembar untuk deteksi pertama yang bersejarah pada tahun 2015,” kata ISI. “Tapi instrumennya jauh lebih baik, jadi kami dapat menganalisis sinyal dengan cara yang tidak mungkin 10 tahun yang lalu.”

Dengan sinyal -sinyal baru ini, ISI dan rekan -rekannya melihat total pada tabrakan sejak lubang hitam pertama kali saling berkelahi sampai satu sama lain sampai gema akhir ketika lubang hitam gabungan menetap di negara bagian barunya, yang terjadi hanya milidetik setelah kontak pertama.

Sebelumnya, gema terakhir sulit ditangkap, seperti pada saat itu, dering lubang hitam akan sangat pingsan. Akibatnya, para ilmuwan tidak dapat memisahkan dering tabrakan dari lubang hitam terakhir itu sendiri.

Membuka dering lubang hitam

Pada tahun 2021, ISI memimpin penelitian yang menunjukkan metode mutakhir yang ia, Farr, dan yang lainnya dikembangkan untuk mengisolasi frekuensi tertentu-atau ‘nada’-menggunakan data dari merger lubang hitam 2015. Metode ini terbukti kuat, tetapi pengukuran 2015 tidak cukup jelas untuk mengkonfirmasi prediksi utama tentang lubang hitam. Namun, dengan pengukuran yang lebih tepat dan lebih tepat, ISI dan rekan-rekannya lebih yakin mereka telah berhasil mengisolasi sinyal panjang milidetik dari lubang hitam final, diselesaikan. Ini memungkinkan tes yang lebih jelas tentang sifat lubang hitam.

“Sepuluh milidetik terdengar sangat pendek, tetapi instrumen kami jauh lebih baik sekarang karena ini cukup waktu bagi kami untuk benar -benar menganalisis dering lubang hitam terakhir,” kata ISI. “Dengan deteksi baru ini, kami memiliki tampilan sinyal yang sangat terperinci sebelum dan sesudah merger lubang hitam.”

Pengamatan baru memungkinkan para ilmuwan untuk menguji dugaan kunci sejak dekade lalu bahwa lubang hitam pada dasarnya adalah objek sederhana. Pada tahun 1963, fisikawan Roy Kerr menggunakan relativitas umum Einstein untuk secara matematis menggambarkan lubang hitam dengan satu persamaan. Persamaan menunjukkan bahwa lubang hitam astrofisik dapat dijelaskan dengan hanya dua karakteristik: putaran dan massa. Dengan data baru yang berkualitas lebih tinggi, para ilmuwan dapat mengukur frekuensi dan durasi dering lubang hitam yang digabungkan lebih tepat daripada sebelumnya. Ini memungkinkan mereka untuk melihat bahwa, memang, lubang hitam yang digabungkan adalah objek sederhana, dijelaskan hanya dengan massa dan putarannya.

Pengamatan juga digunakan untuk menguji ide dasar yang diusulkan oleh Stephen Hawking yang disebut teorema area Hawking. Ini menyatakan bahwa ukuran cakrawala peristiwa lubang hitam – garis masa lalu yang tidak ada, bahkan tidak dapat kembali – hanya dapat tumbuh. Menguji apakah teorema ini berlaku memerlukan pengukuran lubang hitam yang luar biasa sebelum dan sesudah merger mereka. Mengikuti deteksi merger lubang hitam pertama pada tahun 2015, Hawking bertanya -tanya apakah tanda tangan merger dapat digunakan untuk mengkonfirmasi teorema -nya. Pada saat itu, tidak ada yang mengira itu mungkin.

Pada 2019, setahun setelah kematian Hawking, metode telah cukup meningkat sehingga konfirmasi tentatif pertama datang menggunakan teknik yang dikembangkan oleh ISI, Farr, dan rekannya. Dengan resolusi empat kali lebih baik, data baru memberi para ilmuwan lebih percaya diri bahwa teorema Hawking benar.

Lubang hitam dan panah waktu

Dalam mengkonfirmasi teorema Hawking, hasilnya juga mengisyaratkan koneksi ke hukum kedua termodinamika. Undang -undang ini menyatakan bahwa properti yang mengukur gangguan sistem, yang dikenal sebagai entropi, harus meningkat, atau setidaknya tetap konstan, seiring waktu. Memahami termodinamika lubang hitam dapat menyebabkan kemajuan di bidang fisika lain, termasuk gravitasi kuantum, yang bertujuan untuk menggabungkan relativitas umum dengan fisika kuantum.

“Sangat mendalam bahwa ukuran horizon acara Black Hole berperilaku seperti entropi,” kata ISI. “Ini memiliki implikasi teoretis yang sangat mendalam dan berarti bahwa beberapa aspek lubang hitam dapat digunakan untuk secara matematis menyelidiki sifat sebenarnya dari ruang dan waktu.”

Banyak yang menduga bahwa deteksi merger Black Hole Future hanya akan mengungkapkan lebih banyak tentang sifat benda -benda ini. Dalam dekade berikutnya, detektor diharapkan menjadi 10 kali lebih sensitif daripada hari ini, memungkinkan untuk tes karakteristik lubang hitam yang lebih ketat.

“Mendengarkan nada yang dipancarkan oleh lubang hitam ini adalah harapan terbaik kami untuk belajar tentang sifat-sifat ruang-waktu ekstrem yang mereka hasilkan,” kata Farr, yang juga seorang profesor di Stony Brook University. “Dan ketika kita membangun lebih banyak dan lebih baik detektor gelombang gravitasi, ketepatan akan terus membaik.”

“Sudah begitu lama bidang ini telah menjadi spekulasi matematika dan teoretis murni,” kata ISI. “Tapi sekarang kita berada dalam posisi untuk benar -benar melihat proses yang luar biasa ini beraksi, yang menyoroti seberapa banyak kemajuan yang ada – dan akan terus menjadi – di bidang ini.”

Referensi: “GW250114: Menguji Hukum Area Hawking dan sifat Kerr Holes Hitam” oleh A. G. Abac, I. Abouelfettouh, F. Acernese, K. Ackley, C. Adamcewicz, S. Adhicary, D. Adhikari, N. Adhikari, R. X. Adhikari, et al. (Ligo Scientific, Virgo, dan Kagra Kolaborasi), 10 September 2025, Surat Ulasan Fisik.
Doi: 10.1103/kw5g-d732

Jangan pernah melewatkan terobosan: Bergabunglah dengan buletin ScitechDaily.

Tim peneliti internasional telah mengidentifikasi rekan kuantum untuk aturan Bayes.

Kemungkinan yang Anda tetapkan untuk suatu acara dipengaruhi oleh apa yang sudah Anda yakini tentang kondisi sekitarnya. Ini adalah prinsip dasar aturan Bayes, sebuah metode untuk menghitung probabilitas yang pertama kali diperkenalkan pada 1763. Sekelompok ilmuwan internasional kini telah menunjukkan bagaimana aturan ini juga berlaku dalam ranah fisika kuantum.

“Saya akan mengatakan itu adalah terobosan dalam fisika matematika,” kata Profesor Valerio Scarani, wakil direktur dan penyelidik utama di Center for Quantum Technologies, dan anggota tim. Rekan penulisnya tentang karya yang diterbitkan di Surat Ulasan Fisik adalah Asisten Profesor Ge Bai di Universitas Sains dan Teknologi Hong Kong di Cina, dan Profesor Francesco Buscemi di Universitas Nagoya di Jepang.

“Aturan Bayes telah membantu kami membuat tebakan yang lebih cerdas selama 250 tahun. Sekarang kami telah mengajarkannya beberapa trik kuantum,” kata Prof Buscemi.

Sementara para peneliti di depan mereka telah mengusulkan analog kuantum untuk aturan Bayes, mereka adalah orang pertama yang mendapatkan aturan kuantum Bayes dari prinsip dasar.

Probabilitas bersyarat

Aturan Bayes mengambil namanya dari Thomas Bayes, yang pertama kali menggambarkan probabilitas bersyarat di ‘Esai untuk memecahkan masalah dalam doktrin peluang ‘.

Bayangkan situasi di mana seseorang menerima tes flu positif. Mereka mungkin sudah mencurigai penyakit, tetapi hasil tes mengubah cara mereka menilai kondisi mereka. Aturan Bayes menawarkan kerangka kerja untuk menghitung kemungkinan flu yang menyumbang tidak hanya untuk hasil tes dan kemungkinan kesalahan tetapi juga untuk asumsi orang sebelumnya.

Aturan ini memperlakukan probabilitas sebagai ukuran kepercayaan pada kemungkinan suatu peristiwa. Perspektif ini kontroversial, karena beberapa ahli statistik berpendapat bahwa probabilitas harus mewakili sesuatu yang “objektif” daripada berdasarkan kepercayaan. Namun, ketika pengetahuan dan asumsi sebelumnya penting, aturan Bayes berfungsi sebagai alat penalaran yang diterima secara luas. Untuk alasan ini, ini menjadi penting dalam bidang mulai dari kedokteran dan meteorologi hingga ilmu data dan Pembelajaran Mesin.

Prinsip Perubahan Minimum

Saat menghitung probabilitas dengan aturan Bayes, prinsip perubahan minimum dipatuhi. Secara matematis, prinsip perubahan minimum meminimalkan jarak antara distribusi probabilitas bersama dari keyakinan awal dan yang diperbarui. Secara intuitif, ini adalah gagasan bahwa untuk setiap informasi baru, keyakinan diperbarui dengan cara sekecil mungkin yang kompatibel dengan fakta -fakta baru. Dalam kasus tes flu, misalnya, tes negatif tidak akan menyiratkan bahwa orang tersebut sehat, tetapi lebih cenderung memiliki flu.

Dalam pekerjaan mereka, Prof Scarani, yang juga dari Departemen Fisika NUS, Asst Prof Bai, dan Prof Buscemi dimulai dengan analog kuantum dengan prinsip perubahan minimum. Mereka mengukur perubahan dalam hal kesetiaan kuantum, yang merupakan ukuran kedekatan antara keadaan kuantum.

Para peneliti selalu berpikir aturan kuantum Bayes harus ada karena status kuantum mendefinisikan probabilitas. Misalnya, keadaan kuantum suatu partikel memberikan probabilitasnya ditemukan di lokasi yang berbeda. Tujuannya adalah untuk menentukan seluruh keadaan kuantum, tetapi partikel hanya ditemukan di satu lokasi ketika pengukuran dilakukan. Informasi baru ini kemudian akan memperbarui keyakinan, meningkatkan probabilitas di sekitar lokasi itu.

Turunkan aturan kuantum Bayes

Tim memperoleh aturan kuantum Bayes mereka dengan memaksimalkan kesetiaan antara dua objek yang mewakili proses maju dan terbalik, dalam analogi dengan distribusi probabilitas bersama klasik. Memaksimalkan kesetiaan setara dengan meminimalkan perubahan. Mereka menemukan dalam beberapa kasus persamaan mereka cocok dengan peta pemulihan PETZ, yang diusulkan oleh Dénes Petz pada 1980 -an dan kemudian diidentifikasi sebagai salah satu kandidat yang paling mungkin untuk aturan Quantum Bayes berdasarkan hanya pada propertinya.

“Ini adalah pertama kalinya kami memperolehnya dari prinsip yang lebih tinggi, yang bisa menjadi validasi untuk menggunakan peta petz,” kata Prof Scarani. Peta Petz memiliki aplikasi potensial Komputasi kuantum Untuk tugas seperti koreksi kesalahan kuantum dan pembelajaran mesin. Tim berencana untuk mengeksplorasi apakah menerapkan prinsip perubahan minimum untuk langkah -langkah kuantum lainnya dapat mengungkapkan solusi lain.

Referensi: “Aturan Quantum Bayes dan Petz Transpose Map dari Prinsip Perubahan Minimum” oleh Ge Bai, Francesco Buscemi dan Valerio Scarani, 28 Agustus 2025, Surat Ulasan Fisik.
Dua: 10.1103/5n4p-bxhm

Jangan pernah melewatkan terobosan: Bergabunglah dengan buletin ScitechDaily.