Kategóriák Űr

Mégsem tűnik lehetetlen feladatnak információt kinyerni egy feketelyukból

A fizikusok egy 7 kvantumbites kvantumszámítógép segítségével készítettek szimulációt arról, hogy az információ hogyan “oszlana szét” egy fekete lyuk belsejében. A kutatás arra igyekszik alapot biztosítani, hogy a jövőben lehetőség legyen arra, hogy a rejtélyes fekete lyukak belsejét összefonódott kvantumbitekkel vizsgálják.

Az elméletek szerint amikor anyag kerül egy fekete lyukba, annak információtartalma – összetételével, energiájával és lendületével – kaotikusan összekeveredik a többi korábban elnyelt anyaggal, ami látszólag ellehetetleníti az információgyűjtést.

Ez vezet az úgynevezett “információs paradoxonhoz”, mivel a kvantummechanika szerint információ soha nem veszhet el – még ha el is tűnik egy fekete lyukban.

Ennek ellenére sok fizikus gondolja úgy, hogy a fekete lyuk eseményhorizontján áthaladó információ végleg elvész, míg mások szerint az információ visszanyerhető, csak rendkívül hosszú idő alatt, amíg a fekete lyuk mérete majdnem a felére csökken. A fekete lyukak mérete a Stephen Hawkingról elnevezett Hawking-sugárzás miatt csökken, ami kvantummechanikai fluktuációt okoz a fekete lyukak szélén.

Azonban egy Napnak megfelelő tömegű fekete lyuk teljes eltűnése több időbe telne, mint az Univerzum létrejötte óta telt el. Elméletileg azonban létezhet egy módszer, amivel az információt lényegesen gyorsabban ki lehet nyerni; mégpedig a fekete lyuk és az általa kibocsátott Hawking-sugárzás közötti összefonódás vizsgálatával.

Két bit összefonódása során a kvantumállapotaik olyan közel kerülnek egymáshoz, hogy az egyik állapot ismeretében egyértelműen meghatározható a másik állapota is. Ezzel a különleges jelenséggel már Einstein is foglalkozott, és az összefonódással közölt információ “teleportációval” utazik.

A kutatók szerint ezáltal a fekete lyukba kerülő információ a lyukat elhagyó fotonok felhasználásával kinyerhető lehet. A kvantummechanika terén eddig gyűjtött ismereteink szerint ez rendkívül nehéz feladat lesz – viszont nem lehetetlen. A kutatók ezért egy lényegesen leegyszerűsített rendszerben – 3 kvantumbites “fekete lyukkal”, egy 7 kvantumbites kvantumszámítógéppel – vizsgálták.

Elméletileg amennyiben összefonódott kvantum biteket küldenek egy fekete lyukba, akkor a Hawking-sugárzás révén meg lehet állapítani a bitek állapotát – ezzel betekintést nyerve az ismeretlenbe.

A kvantum káosztermészetével is foglalkozó kutatók szerint annál nagyobb az esélye, hogy információt nyerjenek ki egy fekete lyukból, minél gyorsabban és szélesebb körben oszlik el a szándékosan a fekete lyukba juttatott információ. Ezt az elméletet még tavaly publikálta a kutatócsapat, viszont azóta kidolgoztak egy kísérletet, melynek révén egy kvantum számítógép segítségével igazolni is tudják a működését.

A kísérlet kivitelezésére a csapat a Maryland Egyetem kvantuminformáció kutatással foglalkozó csapatát kérte fel, akik már korábban is végeztek hasonló kísérleteket. A vizsgálathoz egy 3 kvantumbites “szétszórt” áramkört és egy hét kvantumbites kvantumszámítógépet használtak, amivel sikerült kizárni, hogy mérési eredményeik pusztán a környezet zajszintjéből eredtek volna. Ezzel nagy pontossággal igazolták, hogy az információk kinyerése lehetséges.

A fekete lyukakon túl a kutatók szerint módszerük a kvantum számítógépek teljesítményének felmérésére is felhasználható lehet.

Forrás: nature.com

Megosztás

Legutóbbi tartalom

Az intenzív agyi aktivitás miatt álmosodunk el

Egy új zebrahalakon végzett kutatás szerint a nap során végzett agyi aktivitás intenzitása és nem pedig az ébren töltött idő…

2019-09-19 4:34 du.

Idegek és izmok hajtotta hibrid biorobotot fejlesztettek ki

Kutatók olyan puha robotokat fejlesztettek ki, melyek fénnyel irányított neuromuszkuláris szövetek segítségével mozognak. A projekt még 2014-ben indult, amikor is…

2019-09-19 4:25 du.

Új cetfajt fedeztek fel a japán Hokaido partvidékén

A japán és az amerikai Nemzeti Természettudományi Múzeum, a Hokaido Egyetem és az Iwate Egyetem közreműködésével új csőröscet fajt fedeztek…

2019-09-09 2:16 du.

Egy új technológiával veszteség nélkül raktározhatók és szabadíthatók fel a hullámok

A fény- és a hanghullámok a mai technológiában az energia- és jelátvitel alapjait képezik. Azonban eddig nem rendelkeztünk olyan módszerrel,…

2019-09-09 2:13 du.

Egy új kémiai reaktorral üzemanyaggá alakítható a levegőben lévő széndioxid

A Rice Egyetem tudósai egy új katalizátor reaktort fejlesztettek ki, aminek segítségével újrahasznosíthatóak a hangyasav előállítása során felszabaduló üvegházhatást okozó…

2019-09-09 2:08 du.

Az ősi óceánok oxigénszintjének csökkenése vezetett a rejtélyes tömeges kihaláshoz

420 millió évvel ezelőtt - a szilur földtörténeti időszakban - egy hatalmas tömeges kihalás zajlott, ami a tengeri állatok 23…

2019-09-05 8:26 du.

Ez a weboldal cookie-kat használ.