Одним из составляющих гипотетической Теории всего является голографический принцип. Он утверждает (на примере работы ученых), что гравитация в трехмерном объеме может быть описана квантовой теорией на двумерной поверхности, ограничивающей трехмерный объем. Однако понимание того, каким образом информация о взаимодействии, имеющем место в пространстве большей размерности, может быть получена из пространства меньшей размерности, до сих пор остается неизвестной.

В своем исследовании ученые обнаружили, что квантовая запутанность может быть ключом к решению этого вопроса. Физики при помощи квантовой теории, используя данные о квантовой запутанности в двумерии, вычислили плотность вакуумной энергии, которая в трехмерии проявляет себя в гравитационном взаимодействии. Как отмечают ученые, это аналогично тому, как при рентгеновском обследовании о состоянии (трехмерных) органов в теле становится известно по их (двумерным) снимкам.

Работа ученых позволила интерпретировать квантовую запутанность как условие, налагаемое на плотность энергии. Эти условия должны удовлетворяться в любой согласованной (не противоречащей ОТО и квантовой механике) квантовой теории гравитации. Как отмечают ученые, ранее в других работах отмечалась важность квантовой запутанности при описании пространства-времени, однако только в новой работе была выяснена ее точная роль.

«Было известно, что квантовая запутанность связана с глубокими вопросами объединения ОТО и квантовой механики, такими, как информационный парадокс черных дыр и файерволом.   Наша статья при помощи явных вычислений проливает новый свет на взаимосвязь между квантовой запутанностью и микроскопической структурой пространства-времени (квантовой гравитацией — прим. «Ленты.ру»). Связь между квантовой гравитацией и информационными науками становится все более важной для обеих областей исследований. Совместно с учеными, работающими в информационных науках, я продолжу эти исследования», — рассказал о значении работы ее соавтор, доктор Хироси Огури.

Квантовой запутанностью называется явление, при котором квантовые состояния частиц (например, спин или поляризация), разнесенных на расстояние друг от друга, не могут быть описаны взаимонезависимо. Процедура измерения состояния одной частицы приводит к изменению состояния другой. Альберт Эйнштейн назвал это «жутким дальнодействием».