
新算法建议,亚原子颗粒的量子传送可用于从黑洞中检索信息。
可以从这个假设的黑洞中提取的信息是量子信息,这意味着,不如在0或1状态中存在,例如经典位,而收集的数据将作为所有潜在状态的叠加存在。
研究合着者亚当·杰明(Adam Jermyn)说:“我们已经证明,原则上有可能从黑洞中检索一些量子信息。” [物理学中最大的9个未解决的奥秘这是给出的
但是不要把计算机扔进最近的黑洞到目前为止。可以检索的信息量很小 - 只有一个量子位或Qubit。更重要的是,研究人员于2015年10月在《黑洞》中牺牲了从黑洞中检索其他量子信息的可能性预印杂志Arxiv。
引力真空
大多数人认为没有什么可以逃脱的黑洞- 紧凑,密集的天体物体,例如倒塌的恒星,其巨大的引力场阻止了光和物质逃脱。但事实证明,这不是完全正确的 - 可以从黑洞的离合器中检索一些信息。
虽然一个人甚至是原子无法逃脱黑洞物理学家认为宇宙不会破坏信息,这原则上意味着,可以吐回黑洞中的信息。 (这一要求源于以下事实:大多数物理学家认为物理定律应该在及时向后和前进。)
在1970年代,物理学家斯蒂芬·霍金预测这可能是如何工作的。由于量子粒子像波一样起作用,因此它们的位置被描述为所有位置的概率范围,包括内部和黑洞外部的位置。因此,某些亚原子颗粒仍有可能,尽管不可能量子隧道逃脱黑洞。
在这种情况下,量子隧穿时,量子辐射从黑洞的边缘泄漏,在一个称为“霍金辐射”的过程中。人们认为这种辐射令人难以置信的昏暗 - 实际上,它从未被发现,尽管大多数科学家都充满信心,但它是真实的。 [视频:黑洞扭曲时空这是给出的
古典与量子信息
长期以来,科学家知道可以从黑洞中汲取经典信息。例如,如果有人将粒子扔进黑洞中,则可以使用前后对黑洞质量的测量来计算丢失的粒子的质量 - 被认为是“经典信息”。
但是,由于量子力学的怪异方式,当数据是一个量子时,事情会变得更加棘手。一个量子立即存在于多个纠缠状态中,但是测量微小粒子状态的行为迫使Qubit“选择”一个状态,然后消除其携带的其他信息。
Jermyn和他的同事们试图推断出一块量子信息(旋转或角动量方向)被扔进黑洞的粒子。 (从经典上讲,黑洞可能具有一种角动量,但实际上,可以使用量子力学作为多种可能性的叠加来描述其角动量。)
传送数据
为此,他们依赖于使用的算法量子传送在黑洞或鹰辐射中。当某人将粒子扔进黑洞时,霍金辐射会产生两个响应的新的幽灵粒子:一个幻影粒子被黑洞消耗,而另一个逃脱。
因此,通过从鹰辐射中查看即将向外的粒子的状态,物理学家可以从理论上推断出有关传入粒子的信息。
杰尔林告诉《现场科学》:“诀窍是在不'看的情况下完成所有这些事情。”如果他们直接测量即将发出的霍金辐射的旋转状态,他们会迫使它选择一个旋转状态,并且失去了它所携带的量子信息,并具有推断原始粒子的旋转状态的能力。
因此,相反,该算法对黑洞的自旋,原始插入粒子和霍金辐射也进行了间接测量。诀窍?他们不能衡量所有能力的一切;杰曼说,这些测量只能告诉研究人员角动量是否发生了变化,但朝着哪个方向变化。
这些不衡量“为您提供了一些信息,但并不是您丢失其中所有量子机械信息的信息,” Jermyn告诉Live Science。
从测量值中,它们可以回顾角动量原始量子的旋转方向落入其中,表明从理论上讲,某人如何从黑洞中检索量子信息。
实际应用
至少可以说,新方法的实际应用是有限的。
杰梅恩说:“您不能意外地将[Qubit]扔进去,然后说'whoops'并试图将其取回;您必须一直打算将其扔进去。”因此,他补充说,通过将数据扔进黑洞中不小心擦拭数据的人们将是不幸的。
Jermyn补充说,他们的方法还只能检索一个量子的信息,即使进一步开发了算法,也很可能会检索更多的信息。
除此之外,物理学家甚至在理论上都不同意从黑洞中检索多少数据。
Jermyn说:“从技术上讲,信息仍然存在,信息可能以与计算机上删除文件时相同的方式逃脱 - 只是被扰乱了。” “在炒作超出认可之前,您可以在它上脱颖而出,这也可能是一个基本的限制。”
无论如何,最近的黑洞太远,无法测试算法。但是原则上,科学家可以创造小黑洞实验室中的类似物,使用称为Bose-Einstein冷凝物的颗粒的超冷聚集体。在这种情况下,科学家将使用电压来形成不可渗透的“鸿沟”,类似于黑洞。杰曼说,这种系统可用于探究这些有关黑洞的一些理论。
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