หลักฐานทางคณิตศาสตร์ที่เสนอซึ่งแสดงถึงวิธีการทำงานของข้อมูลในข้อความที่เข้ารหัสอาจมีผลกระทบต่อหลุมดำ หลักฐานแสดงให้เห็นว่ารังสีคายด้วยหลุมดำอาจเก็บข้อมูลไว้ในพฤติกรรมที่มืด
การวิจัยมุ่งเน้นไปที่การเข้ารหัสการสื่อสารในระบบกลไกควอนตัม แต่มันก็เชื่อมต่อกับคำถามที่ยาวนานสำหรับนักฟิสิกส์: จะเกิดอะไรขึ้นกับทุกสิ่งที่ตกอยู่ในหลุมดำและเป็นไปได้ไหมที่จะดึงข้อมูลเกี่ยวกับหลุมดำ?
กลุ่มนักวิจัยจากสวิตเซอร์แลนด์และแคนาดานำโดยFrédéric Dupuis แสดงให้เห็นว่าเป็นไปได้ที่จะเข้ารหัสข้อความขนาดใหญ่ที่มีขนาดค่อนข้างเล็กคีย์การเข้ารหัสควอนตัมซึ่งเป็นคีย์ที่ประกอบด้วยอนุภาค subatomic หรือโฟตอน แต่ผลลัพธ์หมายถึงสิ่งอื่น: หากมีคนสามารถดึงข้อมูลที่เข้ารหัสควอนตัมได้ในข้อความระหว่างสองฝ่ายความสำเร็จเดียวกันนี้ควรทำงานตามธรรมชาติ -Wacky Physics: อนุภาคควอนตัมที่เจ๋งที่สุดอธิบาย-
การเข้ารหัสด้วยอนุภาค
การเข้ารหัสควอนตัมอาศัยความคิดที่ว่าการวัดใด ๆ ที่เกิดขึ้นกับอนุภาค subatomic จะเปลี่ยนสถานะของอนุภาค กลศาสตร์ควอนตัมกล่าวว่าอนุภาคเล็ก ๆ เหล่านี้มักจะอยู่ในสถานะที่ไม่แน่นอนจนกว่าการวัดจะผลักอนุภาคเข้าสู่สถานะเดียวหรืออื่น
ผลที่สุดคืออนุภาค subatomic สามารถใช้เป็นคีย์ "ผิดพลาดได้" ที่อนุญาตให้เฉพาะบุคคลที่ต้องการถอดรหัสข้อความที่เข้ารหัส หากใครพยายามถอดรหัสกุญแจ - โดยการดักฟังข้อความเช่น - ทั้งสองฝ่ายที่เกี่ยวข้องจะรู้เกี่ยวกับมันและสามารถเปลี่ยนคีย์ได้ นั่นเป็นเพราะความพยายามใด ๆ ในการวัดคีย์จะเปลี่ยนข้อมูลในนั้น
แต่ความปลอดภัยนี้ไม่สมบูรณ์ เป็นไปได้ที่ผู้ดักฟังจะค้นหาว่ากุญแจคืออะไร ด้วยจำนวนหนึ่งบิตควอนตัมหรือ qubits จากคีย์ซึ่งตัวอย่างเช่นอาจมีบิตโหลข้อความสามารถถอดรหัสได้ จนกว่าจะมีบุคคลที่ได้รับจำนวนบิต threshhold แต่ข้อมูลในข้อความคือ "ล็อค"
"เราสามารถสร้างจำนวนข้อมูลใน [ข้อความหรือกุญแจ] ก่อนที่มันจะปลดล็อคเล็ก ๆ โดยพลการ" Jan Florjancycyck กล่าวตอนนี้ที่ University of Southern California และหนึ่งในผู้เขียนร่วมของบทความ
โดยปกติแล้วเพื่อให้คีย์ควอนตัมปลอดภัยอย่างสมบูรณ์เราจะต้องใช้คีย์ที่มีขนาดใหญ่เท่ากับข้อความ เนื่องจากสิ่งนี้ไม่สามารถใช้งานได้แผนการเข้ารหัสจึงใช้คีย์ที่เล็กกว่าข้อความเอง ตัวอย่างเช่นในการเข้ารหัสแบบดั้งเดิมเช่นรหัสคีย์นั้นสั้นในขณะที่ข้อความยาวกว่ามาก (ตัวอย่างเช่น "Pigpen" Cipher ที่ใช้โดยเด็กคือ 26 ตัวอักษรซึ่งแต่ละตัวใช้แทนตัวอักษรในขณะที่ข้อความจะยาวขึ้น)
คีย์สั้นช่วยให้รูปแบบแสดงให้เห็นว่าตัวถอดรหัสสามารถแตกได้ การเข้ารหัสที่ทันสมัยมีความซับซ้อนมากขึ้น แต่หลักการนั้นคล้ายคลึงกัน
บทความใหม่โดย Dupuis และผู้เขียนร่วมของเขาแสดงให้เห็นว่าเรายังสามารถรักษาความปลอดภัยได้ดีแม้จะมีคีย์ที่ค่อนข้างสั้นในการสื่อสารควอนตัม
การถอดรหัสหลุมดำ
การเข้ารหัสควอนตัมเกี่ยวข้องกับอะไรรูดำ- แนวคิดหลักคือข้อมูล
ในการเข้ารหัสควอนตัมหนึ่งเข้ารหัสข้อมูลในสถานะควอนตัม เช่นเดียวกับที่สามารถวัดสถานะควอนตัมเพื่อถอดรหัสข้อความได้เราสามารถวัดสถานะควอนตัมเพื่อค้นหาข้อมูลเกี่ยวกับวัตถุ และหนึ่งในชิ้นส่วนพื้นฐานของทฤษฎีข้อมูลควอนตัมคือข้อมูลดังกล่าวไม่สามารถถูกทำลายได้
หลุมดำดูดสสารและปล่อยรังสีจำนวนเล็กน้อยเรียกว่ารังสีฮอว์คิงหลังจากนั้นสตีเฟ่นฮอว์คิงใครเป็นคนแรกที่สรุปแนวคิด การแผ่รังสีนี้ใช้พลังงานห่างจากหลุมดำ และด้วยพลังงานนั้นมีมวลไปเพราะพลังงานและมวลเหมือนกันในฟิสิกส์ -หลุมดำที่แปลกประหลาดที่สุด 10 หลุมในจักรวาล-
แต่มวลของหลุมดำมาจากทุกสิ่งที่ตกอยู่ในนั้น นั่นหมายความว่าโฟตอนที่ปล่อยออกมาเป็นรังสีฮอว์คิงควรมีข้อมูลบางอย่างเกี่ยวกับหลุมดำเนื่องจากข้อมูลควอนตัมไม่สามารถคัดลอกหรือทำลายได้ แม้ว่านักฟิสิกส์หลายคนคิดว่าไม่มีวิธีใดที่จะถอดรหัสข้อมูลนั้นได้เพราะหลุมดำมี "สัญญาณรบกวน" ความสำเร็จในการถอดรหัสจะเป็นเหมือนการพยายามสร้างอาคารที่มีฝุ่นสร้างขึ้นใหม่ อย่างไรก็ตามเมื่อไม่นานมานี้นักวิทยาศาสตร์รวมถึงฮอว์คิงได้เปลี่ยนความคิดของพวกเขา - ข้อมูลอยู่ที่นั่น แต่มีเพียงแค่ต้องหาวิธีการถอดรหัส
นั่นคือสิ่งที่พิสูจน์ได้ว่าโดย Dupuis และเพื่อนร่วมงานของเขาเข้ามาหากใครสามารถ "ถอดรหัส" ข้อมูลที่มีอยู่ในสถานะควอนตัมของโฟตอนจากหลุมดำหนึ่งสามารถดึงข้อมูลเกี่ยวกับสิ่งที่ถูกทิ้งเข้าไปในหลุมดำ และถ้าเป็นไปได้ที่จะเข้ารหัสข้อความขนาดใหญ่ด้วยปุ่มขนาดเล็กการปรับจำนวนข้อมูลที่เราต้องการปลดล็อกข้อความก็เป็นไปได้ที่จะทำเช่นนั้นด้วยบิตควอนตัมที่ออกมาจากหลุมดำ
“ เราสามารถพูดได้เพียงว่ากระบวนการถอดรหัสนั้นมีอยู่ไม่ใช่ว่าจะง่ายต่อการแสดงหรือไม่หรือการถอดรหัสอาจเกิดขึ้นตามธรรมชาติ” Florjancyckk กล่าว
นั่นคือการรวบรวมข้อมูลเกี่ยวกับถ้วยกาแฟที่ตกลงไปในหลุมดำเมื่อสัปดาห์ที่แล้วตัวอย่างเช่นอาจต้องเริ่มรวบรวมโฟตอนจากถ้วยกลับมาเมื่อมันก่อตัวขึ้น นั่นจะเป็นวิธีเดียวที่จะได้รับข้อมูลเพียงพอที่จะทำการถอดรหัส
“ มันเป็นงานที่น่าสนใจมาก” Wolfgang Tittel ประธานการวิจัยด้านการสื่อสารที่ปลอดภัยควอนตัมที่มหาวิทยาลัยคาลการีในอัลเบอร์ตาแคนาดากล่าว "งานประเภทนี้เชื่อมโยงขนาดใหญ่มากด้วยขนาดเล็กมาก"
ติดตาม LiveScience onTwitter-FacebookและGoogle+- บทความต้นฉบับเกี่ยวกับLiveScience-
