Физики из Лейпцигского университета установили математическую связь между уравнениями Эйнштейна и квантовой теорией информации. Исследование, опубликованное в журнале Physical Review Letters, предлагает рассматривать геометрию пространства-времени как производную от квантовых свойств материи, а не только от ее массы и энергии.

В основе работы лежит квантовая относительная энтропия, определяющая различимость двух квантовых состояний. Ученые проанализировали скалярное квантовое поле вблизи горизонта и выявили зависимость между относительной энтропией вакуумного состояния и потоком энергии. С учетом соотношения Бекенштейна — Хокинга этот поток связывается с изменением площади горизонта.

Данный вывод развивает идеи Теда Джейкобсона 1995 года о связи гравитации с термодинамикой, заменяя классическую энтропию более точной величиной из квантовой теории информации. Модель показывает, что возбуждение квантового поля влияет на площадь горизонта и, как следствие, на кривизну пространства-времени.

На текущий момент результат является теоретическим и не прошел экспериментальную проверку. Выводы базируются на предположениях о связи энтропии и площади, а расчеты ограничены конкретным классом квантовых состояний и локальными горизонтами.

В дальнейшем авторы планируют расширить подход на более общие квантовые состояния и другие геометрические условия. Целью работы является выяснение потенциала использования квантовой информации для построения полноценной теории квантовой гравитации.