Sådan Fjerner Du Information Fra Et Sort Hul

{h1}

En ny metode giver mulighed for at hente kvanteinformation, der er faldet i et sort hul.

Quantum teleportation af subatomære partikler kan bruges til at hente information fra et sort hul, en ny algoritme antyder.

De oplysninger, der kan udvindes fra dette hypotetiske sorte hul, er kvantoplysninger, hvilket betyder, at i stedet for at eksistere i en 0 eller 1-tilstand, som en klassisk bit, ville de indsamlede data eksistere som en overlejring af alle potentielle tilstande.

"Vi har konkret demonstreret, at det i princippet er muligt at hente nogle kvanteoplysninger fra et sort hul", siger studieforfatteren Adam Jermyn, en ph.d.-kandidat ved University of Cambridge i England. [De 9 største uløste mysterier i fysik]

Men gå ikke med at kaste din computer i det nærmeste sorte hul lige endnu. Mængden af ​​oplysninger, der kan hentes, er lille - kun en kvantebit eller qubit. Desuden vil det være sandsynligt, at at få den bit sandsynligvis at ofre muligheden for at hente andre kvanteoplysninger fra det sorte hul, forskerne rapporterede i oktober 2015 i preprint journal arXiv.

Gravitationsvakuum

De fleste mennesker tror, ​​at intet kan undslippe fra sorte huller - kompakte, enormt tætte himmelske genstande som sammenfaldne stjerner, hvis gigantiske gravitationsfelt forhindrer lys og materiel fra at flygte. Men det viser sig, at det ikke er helt rigtigt - nogle oplysninger kan hentes fra et sort huls koblinger.

Selv om en person eller endda et atom ikke kan undslippe et sort hul, tror fysikere, at universet ikke ødelægger information, hvilket betyder, at information i princippet kan suges ind i et sort hul kunne spytte sig ud igen. (Dette krav stammer fra det faktum, at de fleste fysikere mener, at fysikkens love bør være gældende både bagud og fremad i tiden.)

I 1970'erne forudsagde fysiker Stephen Hawking, hvordan dette kunne virke. Fordi kvantepartikler virker som bølger, beskrives deres position som et sandsynlighedsområde for alle steder - herunder positioner både indenfor og uden for det sorte hul. Det er således muligt, men usandsynligt, at nogle subatomære partikler bruger kvante tunneling til at undslippe et sort hul.

I dette tilfælde af kvante tunneling lækker kvantestråling fra kanterne af et sort hul i en proces kaldet "Hawking-stråling." Denne stråling anses for at være utrolig svag - så svag, faktisk, at den aldrig er blevet opdaget, selvom de fleste videnskabsmænd er overbevist om, at det er ægte. [Video: Black Holes Warping Space-Time]

Klassisk vs kvanteinformation

Forskere har længe vidst, at klassiske oplysninger kan eked fra et sort hul. For eksempel, hvis nogen skulle kaste en partikel i et sort hul, kunne målinger af det sorte huls masse før og efter blive brugt til at beregne den tabte partikels massetænkte klassiske informationer, "sagde Jermyn.

Men tingene bliver vanskeligere, når datatykket er en qubit på grund af den underlige måde kvante mekanik fungerer. En qubit eksisterer i flere indviklede stater på én gang, men selve akten med at måle den lille partikels stat tvinger qubit til at "vælge" en tilstand, som så ville fjerne de andre oplysninger, den bar.

Jermyn og hans kolleger forsøgte at udlede et enkelt stykke kvanteinformation - rotations- eller vinkelmomentretningen af ​​en partikel kastet i et sort hul. (Klassisk kan et sort hul have et vinkelmoment, men i virkeligheden kan dets vinkelmoment beskrives ved hjælp af kvantemekanik som en overlejring af flere muligheder.)

Teleporterende data

For at gøre det baserede de sig på en algoritme, der bruger kvanteteleportation i et sort hul eller Hawking-stråling. Når nogen kaster en partikel i et sort hul, skaber Hawking-stråling to nye, spøgelsesagtige partikler som reaktion: En af fantompartiklerne forbruges af det sorte hul, og den anden undslipper.

Så ved at se på tilstanden for den udadgående partikel fra Hawking-strålingen, kunne fysikere teoretisk udlede informationer om den indkommende partikel.

"Tricket er at gøre alt dette uden at" se ", fortæller Jermyn WordsSideKick.com. Hvis de direkte måler spin-tilstanden for den udgående Hawking-stråling, tvinger de den til at vælge en spin-tilstand, og de mister de kvanteoplysninger, den bærer, og dermed evnen til at udlede den oprindelige partikels spin state.

Så i stedet tog algoritmen en indirekte måling af spidsen af ​​det sorte hul, den oprindelige infallende partikel og Hawking-strålingen, som også blev fejet ind. Tricket? De måler ikke alt, hvad de kunne; målingerne fortæller kun forskerne, om vinkelmomentet er ændret eller ej, men ikke i hvilken retning, sagde Jermyn.

Disse nonmeasurements "giver dig nogle oplysninger, men ikke så meget, at du mister alle kvantemekaniske oplysninger i det," fortalte Jermyn WordsSideKick.com.

Fra målingerne kunne de tilbageberegne vinkelspændingsretningen for den originale qubit, der faldt i, hvilket viste, hvordan nogen i teorien kunne hente kvantuminformation fra et sort hul.

Praktiske anvendelser

De praktiske anvendelser af den nye metode er i det mindste begrænset.

For en, "du kan ikke ved et uheld smide [en qubit] i og derefter sige 'whoops' og forsøge at få det tilbage, du skal have planlagt at smide det ind, 'sagde Jermyn. Så folk, der ved et uheld slet deres data ved at kaste det i et sort hul ville være uheldig, tilføjede han.

Deres metode henter også kun en kvart information, og det er sandsynligt, at ikke meget mere kunne hentes, selvom algoritmen blev udviklet yderligere, tilføjede Jermyn.

Udover det er fysikere ikke ens enige i teori om, hvor meget data der kan hentes fra et sort hul.

"Det er muligt, at oplysningerne undslipper på samme måde, at når du sletter en fil på din computer, er det teknisk nok, at oplysningerne stadig eksisterer - det er lige blevet forvrengt," sagde Jermyn. "Det er også muligt, at der er en grundlæggende grænse for, hvor meget du kan komme ud, før det bliver krypteret uden anerkendelse."

Under alle omstændigheder er det nærmeste sorte hul for fjernt for forskere at teste algoritmen. Men i princippet kunne forskere skabe små sorte hullanaloger i laboratoriet ved hjælp af superkølede aggregater af partikler kendt som Bose-Einstein-kondensater. I så fald vil forskere bruge spænding til at skabe en uigennemtrængelig "opdeling", der ligner et sort hul. Sådanne systemer kunne bruges til at afprøve nogle af disse teorier om sorte huller, sagde Jermyn.

Følg Tia Ghose på Twitterog Google+. Følge efter WordsSideKick.com @wordssidekick, Facebook & Google+. Originalartikel på WordsSideKick.com.


Video Supplement: Guide: Sådan vasker du dit tøj.




Forskning


Black Magic And Genies Rør Problemer I Iransk Politik
Black Magic And Genies Rør Problemer I Iransk Politik

Hvis Du Nyser Med Dine Øjne Åbne, Vil Dine Øjne Komme Ud Af Din Kraniet?
Hvis Du Nyser Med Dine Øjne Åbne, Vil Dine Øjne Komme Ud Af Din Kraniet?

Videnskab Nyheder


Utrolig Teknologi: Sådan Ser Du Inde I Sindet
Utrolig Teknologi: Sådan Ser Du Inde I Sindet

Hvad Har Global Opvarmning At Gøre Med Nedgangen I Isbjørnens Befolkning?
Hvad Har Global Opvarmning At Gøre Med Nedgangen I Isbjørnens Befolkning?

Isaac Vs Katrina: Hvordan Sammenligner De?
Isaac Vs Katrina: Hvordan Sammenligner De?

Alkoholisme To Gange Så Død For Kvinder Som For Mænd
Alkoholisme To Gange Så Død For Kvinder Som For Mænd

10 Robotter Med Beskidte Job
10 Robotter Med Beskidte Job


DA.WordsSideKick.com
All Rights Reserved!
Reproduktion Af Materialer Tilladt Kun Prostanovkoy Aktivt Link Til Webstedet DA.WordsSideKick.com

© 2005–2019 DA.WordsSideKick.com