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基于离散时空框架的时空信息元信息存储模型与时光穿越逻辑关联性研究

Xiang Yin

Published May 31, 2026• 0 citations
Publisher

Abstract

本文以圈量子引力理论所预言的离散时空结构为出发点,构建了时空信息元信息存储的普适模型,并系统探讨了其与时光穿越逻辑之间的深层关联性。研究首先建立普朗克尺度下时空离散化的数学表述,论证几何算子(面积算子与体积算子)本征谱的离散性为信息存储提供了天然的量子化载体。在此基础上,本文不再主张普朗克时空量子与介观量子点自旋态之间存在直接的物理同构(二者尺度相差约 26 个数量级),而是借助重整化群与标度不变性的思想,将二者的联系重新表述为信息结构层面的拓扑同构以及低能有效理论意义下的量子模拟(quantum simulation):半导体量子点阵列被定位为离散时空信息网络的“实验室模拟器”,而非普朗克时空原子的物理对应物。 针对闭合类时曲线所引发的因果悖论,本文提出“量子信息自洽性原理”,并将其与 Deutsch(1991)的 D-CTC 模型(密度矩阵不动点)以及 Lloyd 等(2011)的 P-CTC 模型(后选择闭合类时曲线)相衔接,论证在离散时空框架下时光穿越逻辑的数学自洽性。研究表明,时空的离散性提供了天然的紫外截断,配合时空信息元信息的非局域(纠缠)存储机制,可在信息论层面消解祖父悖论等经典因果矛盾。为使关联性主张具有可检验的内涵,本文进一步把“同构”重新表述为可证伪的“同一普适类”假设,并提出一组以纠缠熵标度、关联函数幂律指数与拓扑纠缠熵为核心的判据;据此推导了若干新的理论表述,包括含拓扑修正的全息存储容量公式、连接微观与介观的标度桥接关系、刻画自洽演化的因果一致性泛函,以及由纠缠互信息定义的涌现度规关系。 本文澄清:所提出的量子点环路实验是对闭合类时曲线“信息传播逻辑”的量子模拟,与谷歌 Sycamore 处理器对全息虫洞动力学的模拟(Jafferis 等, 2022)属同一范式——在实验室中制造数学结构上同构的体系,从侧面支持理论的可行性,而非实现宏观时空旅行。本文始终区分“量子模拟/凝聚态可检验”预言与“真量子引力唯象”预言,避免夸大理论的经验地位。综上,本文为量子引力与量子信息的交叉研究提供了一条审慎而可操作的研究路径,也为理解时空本质与因果律的量子基础提供了新的理论视角。 在上述工作的基础上,本文进一步提出两项核心理论构造,并以专章加以展开。其一为时空信息元信息延伸模型(第 8 章):主张一段时空信息在四维时空中的存在,等价于一段类时“信息世界管”的存在——信息于某事件处产生时,承载它的时空信息元沿类时方向延伸为一段世界管,直至该信息被擦除处方告终止;由此导出活跃时空信息元数密度的守恒律、世界管横截面的全息—持存容量界,以及信息产生、持存与湮灭的热力学代价。其二为时光穿越的信息动力学(第 9 章):在信息世界管语言下提出回到过去的两条自洽路径——跃迁至已具备时光机的平行分支宇宙(完整保留记忆),或沿自身世界管回溯、使延伸时空信息元退缩并于初始点湮灭(导致下游信息失效、未来与过去操作者信息合并、未来记忆不可保留);二者分别对应因果一致性泛函的异枝与同枝不动点解。需特别说明,第 8、9 两章的图景为本文提出的理论假设与猜想,意在提供数学自洽且原则上可证伪的分析框架。

DOI
10.5281/zenodo.20475381

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基于四维时空速度守恒与质量退相干机制的多世界诠释重构

夏寒 于

摘要 (Abstract) 量子力学的测量难题长期困扰物理学界。主流的哥本哈根诠释(Copenhagen Interpretation)引入“波函数坍缩”假设,不仅破坏了薛定谔方程的幺正性(Unitarity),更在底层逻辑上引入了臃肿的“观测者”特权。本文旨在通过极简的物理变量重构,论证多世界诠释(Many-Worlds Interpretation, MWI)即平行时空的逻辑必然性。我们引入狭义相对论中的四维速度绝对守恒(U^mu U_mu = -c^2)与宏观质量的热力学退相干机制,提出“时空预算零和博弈”模型。研究表明,在四维时空视角下,量子叠加态并未发生物理意义上的坍缩,而是沿正交的时间轴展开为多重世界线(Worldline branches);宏观质量导致的退相干仅构成平行分支间的信息隔离壁垒,而非状态消除。本文在纯理论与逻辑层面证明,摒弃非幺正的坍缩假设后,多世界诠释是量子力学与相对论融合的唯一自洽且极简的必然解。 本文进一步给出了退相干速率的定量表达式(Γ∝exp(−E_Pauli/k_BT)),并通过泡利阻塞修正与费米黄金定则推导,完成了从定性论证到定量计算的完整闭环。

•Sep 27, 2026•0 citations

基于光通信技术的物联网数据加密技术分析

娜 赵

本文旨在系统性地分析基于光通信技术的物联网数据加密体系。首先，深入剖析了物联网数据安全的核 心需求与传统加密范式的瓶颈；其次，详细阐述了光纤通信与自由空间光通信（FSO）两大主流光通信模式的技术原 理及其为数据安全提供的独特物理基础；在此基础上，重点探讨了面向光通信物联网的多层次加密策略，包括物理层 安全增强、传统密码算法的适应性优化以及前沿的量子密钥分发（QKD）技术的融合应用；最后，对当前技术面临的 挑战与未来发展趋势进行了展望。研究表明，构建一个深度融合光通信物理特性的“物理-逻辑”协同加密体系，是 实现物联网数据端到端、高可靠、抗量子攻击安全传输的根本路径。

电子通信与计算机科学•Jan 1, 2026•0 citations

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Xiang Yin

We propose a renormalization-group (RG) universality-class hypothesis linking the discrete-spacetime information network predicted by loop quantum gravity (LQG) to the entanglement network of a semiconductor quantum-dot array, deliberately avoiding any claim of microscopic isomorphism across the orders of magnitude separating the Planck and mesoscopic scales. Within this framework, Deutsch’s D-CTC and the Lloyd–Maccone post-selected (P-CTC) formulations of closed timelike curves (CTCs) are grounded on a discrete ultraviolet cutoff and non-local entanglement-based storage, and the area-law information capacity of the discrete network and the area-law entanglement of a gapped quantum-dot ground state are placed in the same universality class. We design a four-dot entanglement-loop quantum-simulation scheme—methodologically analogous to the Sycamore traversable-wormhole experiment of Jafferis et al.—for testing the information logic of CTCs on solid-state hardware, formulate explicit component-wise falsifiability criteria via a universality-class observable vector, and clearly delineate the epistemic boundary between substrate-independent universal-information claims (testable on the simulator) and substrate-specific quantum-gravity phenomenology (testable only by astrophysical means).

•May 31, 2026•0 citations

Closed Timelike Curve Decoding on Quantum Hardware

Sai Nandan Morapakula, Kazuki Ikeda

Deutsch closed timelike curves (D-CTCs) are described by a fixed-point condition for a chronology-violating register. We study a finite-dimensional circuit model that places a Hayden--Preskill/Yoshida--Kitaev recovery map inside such a consistency loop. A register-routing construction makes the Deutsch map explicit: an initial SWAP moves the incoming CTC state to an idle dump register, the scrambler and decoder act on the remaining active registers, and a final SWAP writes the recovered message back to the CTC register. When the active branch recovers the message, the induced map on the CTC register is the replacement channel \(σ\mapsto ρ_M\), with the unique fixed point \(ρ_M\). We implement the associated Lloyd-type post-selected decoder circuits on quantum hardware and formulate a classical-feedback iteration for the experimentally estimated map. Qiskit simulations and IBM-hardware data for single-qubit instances quantify decoder fidelity, post-selection overhead, routing-dependent noise, and quantum-geometric susceptibility.

quant-pharXiv:2607.27473•Jul 31, 2026•0 citations

论虚空、量子与因果:一个基于绝对运动的统一物理框架

华俊 陈

摘要: 本文提出一个旨在统一宏观引力与微观量子现象的替代性物理框架。本理论摒弃了现代物理学的两大根基性假设——可弯曲的“时空”与理想化的“零维质点”,代之以一个绝对、无限、平直的“虚空”和至少一维的、有内部结构的“量子”作为基本实体。时间被重新定义为宇宙所有量子在虚空中运动总路径长度所累积的绝对因果流;引力则是虚空中的量子场密度梯度所造成的“阻力”。本文从五条核心公理出发,构建了完整的数学模型,推导出与观测精确符合的引力时间膨胀、星光偏折等效,并提出了“纯虚空迈克尔逊-莫雷实验各向异性”与“高速惯性滑行解体”两个可一锤定音区分于相对论的判决性实验预言。最后,本文为波粒二象性、不确定性原理、量子纠缠等微观现象提供了基于“单光子直线、光子团球面扩散”的统一物理解释,为解决相对论与量子力学不相容的百年难题提供了一个全新的、可理解的基础。

•May 20, 2026•0 citations

自由空间连续变量量子密钥分发的信道透射率起伏特性仿真研究

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自由空间量子信道的透射率在连续变量量子密钥分发的安全性分析中扮演重要角色。自由空间中的大气湍流导致透射率随机起伏，从而影响连续变量量子密钥分发。现有研究的自由空间量子信道透射率数学模型缺乏大气湍流效应物理层面的综合考量，因此在精确表征透射率方面存在局限性。文中从大气湍流的物理本质出发，采用分步传输结合相位屏平板方法对自由空间量子信道进行数值仿真研究，并将仿真结果与已有的数学模型进行了对比分析。对自由空间量子信道数值仿真执行105次，计算透射率并进行数理统计，得到自由空间量子信道透射率的概率密度，结果表明，采用改进Von Karman大气湍流谱模型能够精确实现真实的自由空间量子信道，而采用Kolmogorov大气湍流谱模型仿真计算得到的自由空间量子信道透射率被高估，最大误差达到5.28%；将数值仿真精确实现的透射率概率密度与已有的椭圆光束近似模型和光束漂移模型进行比较，发现这些模型均低估透射率，与真实的自由空间量子信道情况存在一定差异。研究结果能够精确表征自由空间量子信道透射率的随机起伏特性，可用于准确评估自由空间连续变量量子密钥分发的安全性。

Infrared and Laser Engineering•Jan 1, 2024•3 citations
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摘要 (Abstract) 量子力学的测量难题长期困扰物理学界。主流的哥本哈根诠释(Copenhagen Interpretation)引入“波函数坍缩”假设,不仅破坏了薛定谔方程的幺正性(Unitarity),更在底层逻辑上引入了臃肿的“观测者”特权。本文旨在通过极简的物理变量重构,论证多世界诠释(Many-Worlds Interpretation, MWI)即平行时空的逻辑必然性。我们引入狭义相对论中的四维速度绝对守恒(U^mu U_mu = -c^2)与宏观质量的热力学退相干机制,提出“时空预算零和博弈”模型。研究表明,在四维时空视角下,量子叠加态并未发生物理意义上的坍缩,而是沿正交的时间轴展开为多重世界线(Worldline branches);宏观质量导致的退相干仅构成平行分支间的信息隔离壁垒,而非状态消除。本文在纯理论与逻辑层面证明,摒弃非幺正的坍缩假设后,多世界诠释是量子力学与相对论融合的唯一自洽且极简的必然解。 本文进一步给出了退相干速率的定量表达式(Γ∝exp(−E_Pauli/k_BT)),并通过泡利阻塞修正与费米黄金定则推导,完成了从定性论证到定量计算的完整闭环。
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Deutsch closed timelike curves (D-CTCs) are described by a fixed-point condition for a chronology-violating register. We study a finite-dimensional circuit model that places a Hayden--Preskill/Yoshida--Kitaev recovery map inside such a consistency loop. A register-routing construction makes the Deutsch map explicit: an initial SWAP moves the incoming CTC state to an idle dump register, the scrambler and decoder act on the remaining active registers, and a final SWAP writes the recovered message back to the CTC register. When the active branch recovers the message, the induced map on the CTC register is the replacement channel σ↦ρMσ\mapsto ρ_Mσ↦ρM​, with the unique fixed point ρMρ_MρM​. We implement the associated Lloyd-type post-selected decoder circuits on quantum hardware and formulate a classical-feedback iteration for the experimentally estimated map. Qiskit simulations and IBM-hardware data for single-qubit instances quantify decoder fidelity, post-selection overhead, routing-dependent noise, and quantum-geometric susceptibility.
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