2001 Fiscal Year Annual Research Report
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12640257
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| Research Institution | Tokyo Institute of Technology |
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Principal Investigator |
細谷 暁夫 東京工業大学, 大学院・理工学研究科, 教授 (80028258)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
椎野 克 東京工業大学, 大学院・理工学研究科, 助手 (50313325)
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| Keywords | ブラックホール / 量子情報 / 第二法則 / 非一様宇宙 / 地平面のトポロジー |
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| Research Abstract |
細谷:
1.ブラックホールの一般化された熱力学第二法則を、量子情報理論に基づいて示した。
さらに、その発展としてブラックホールにものを落とす場合には、一般化されたエンドロピーの増え分はブラックホールに落ちたものが担う古典的な情報量よりも大きいことが、ホレボの不等式を用いて示された。このことは、長年の懸案であった、ブラックホールの蒸発に伴う情報の喪失問題の解決に重要な示唆を与える。すなわち、情報を得るために行う実験の結果、量子状態が初期の熱的状態から変化する。一方、上記の過程で情報がブラックホールの中へ消えたように見えても、エンタングルした量子状態の中に情報はエンコードされている。やがてそれが熱的状態へと緩和するときに無限遠方に放射されるので、無限遠方の観測者はいつかは情報を受け取ることができる。(投稿準備中)
2.古典的な宇宙論において、非一様な宇宙とフリードマン宇宙の違いを定量化するために情報理論を応用して、上記の宇宙の質量分布に対して相対エントロピーを導入した。物質優勢の宇宙の場合に、相対エントロピーが増大する条件を求めた。非一様性が小さい場合は必ず増大することも示すことができた。このことは、重力以外の物理過程では、相対エントロピーは必ず減少する(一様化に向かう)ことと対比されて興味深い。
椎野:
定常ブラックホールの地平面のトポロジーが球面であることは、,以前に証明と称するものがあるが、ブラックホールが幾つもある時空を考えると不完全なものであることがわかる。時空の光的な無限遠点の未来極限の様子をより厳密に考察することにより、従来あった問題点が解決した。(投稿準備中)
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Research Products
(3 results)
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[Publications] A, Hosoya, A.Carlini, T.Shimomura: "Generalized second law of black hole thermodynamics and quantum information theory"Physical Review D. 63. 104008-1 (2001)
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[Publications] A.Carlini, A.Hosoya: "Quantum computers and unstructured search ; fiding and counting items with an arbitrarily entangled initial state"Physics Letters A. A280. 114-120 (2001)
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[Publications] M.Siino: "Topological derivation of Black Hole entropy by analogy with Chain Polymer"Physical Review D. (発売予定).
