2025-10-28

抽象数学とか超弦理論かについて

まず対象抽象化するために、物理系は局所演算子代数ネットワーク局所性を持つモノイド圏あるいは因子化代数)として扱う。

境界理論はある可換(または E_n)因子化代数 A を与え、これに対して状態空間は A の正値線型汎関数(GNS 構成で得られる正規表現の圏)として扱う。

重力バルク側は、境界因子化代数のコホモロジカル双対(例:Koszul 双対や因子化ホモロジーに基づくスペクトル拡張)としてモデル化される。

ホログラフィーは単なる同値性ではなく、境界のモノイド的データバルクの因子化代数データの間の高次圏的((∞,n)-圏)双対性であり、この双対性はホモトピー的拘束(同値空間)を保つ関手の同型として書ける。

これをより具体的に言えば、境界の C^*-あるいは von Neumann 代数の圏と、バルク対応する因子化代数局所的場代数を与える E_n-代数)の間に、Hochschild/cyclic ホモロジーと因子化ホモロジーを媒介にしたKoszul型双対存在すると仮定する。

境界から見た相互作用や散乱振幅は、境界因子化代数上の積(オペラド的構造)として表され、バルク幾何情報はそのホモロジー/コホモロジー符号化される。

エントロピーエンタングルメント幾何化は情報幾何学的メトリック還元される。すなわち、量子状態空間上の量子フィッシャー情報(量子Fisher・Bures距離)や相対エントロピーは、接続と計量を与えるテンソルと見なせる。

これにより、テンソルネットワークは単なる数値的近似ではなく、グラフからヒルベルト空間への忠実なモノイド的関手であるグラフの各節点に E_n-代数の有限次元表現を割り当て、辺は双対化(コアリフト)の演算子であり、ネットワーク全体は因子化代数状態和(state-sum)を与える。

MERA や PEPS、HaPPY コードは、この関手が持つ特定圧縮階層性(再帰的モノイド構造)を体現しており、cMERA はその連続極限である

テンソルネットワーク幾何を作るとは、エントロングルメント計量(情報計量)から接続リーマン性質再構成する手続き意味し、これが空間距離や曲率に対応するというのが it from qubits の数学的内容である

さら情報回復(Petz 復元写像など)や相対エントロピーのモノトニシティは、エントロングルメントウェッジ再構成圏論的条件(右随伴を持つ関手存在)として表現される。

すなわち、境界演算子代数からバルク因子化代数への埋め込みが完全に圏論的な復元子(adjoint)を持つときに、局所情報回復可能となる。

ER=EPR はこの文脈ホモトピー的コボルディズムとして読み替えられる。量子相互作用で結ばれた二系(高次圏の対象としての二点分割状態)は、バルクコボルディズム類(ワームホール的繋がり)に対応する同値類を持ち、局所ユニタリ変換による同値類がコボルディズムの同位類と一致するという予想的対応を述べる。

言い換えれば、局所ユニタリ同値で分類されるエンタングルメントコホモロジーは、バルクホモトピー的結合(位相的/幾何接続)を決定する。

ブラックホール熱力学性質は、トモイタ=タカサキ理論(Tomita–Takesaki modular theory)やコンネスの周期写像が関与する演算子代数のモジュラー流として自然に現れる。

特にブラックホール外部におけるモジュラーハミルトニアン境界状態の相対エントロピーに関連し、そのフローバルク時間発展に対応する(模擬的にはKMS状態と熱平衡)。

サブファクター理論ジョーンズ指数は、事象地平線をまたぐ情報部分代数埋め込みの指標として機能し、情報損失やプライバシー情報の遮蔽)は部分代数指数と絡み合う。

ブラックホールの微視的自由度カウントは、やはり境界因子化代数の適切な指数(譜的インデックス、K理論的量)に帰着する。

超弦理論的な追加自由度多様体のモジュライ空間や D-ブレーンの圏的記述)は、バルク側因子化代数の係数系(係数 E_n-代数やスペクトラル層)として取り込まれモチーフ的/導来スタック手法(derived stacks, spectral algebraic geometry)で整然と扱える。

これにより、弦の振る舞いは境界オペレータ代数の高次幾何学的変形(deformation theory)と同値的に記述されることが期待される。

この全体構造統一する言葉は高次圏的因子化双対である物理理論は、局所オペレータのモノイド圏、状態の圏、そして因子化ホモロジーを媒介にした双対関手から成り、テンソルネットワークはそれらの具体的表現=有限モデルとして働き、情報幾何学はそれらの間に滑らかな計量を与える。

したがって「it from qubits」は、局所的量子代数圏論的再配列が(情報計量を通じて)幾何学的構造を生み出すという主張に還元され、ER=EPRエンタングルメント同値類とバルクコボルディズム同位類を結ぶ高次圏的同型命題として再表現され、ブラックホール熱力学や弦の自由度はその圏論的・ホモトピー的不変量(ホッジ理論的/K理論指数、モジュラーデータ)として測られる。

これが、抽象化した観点から見た諸理論統一スキームである

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