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如何从黑洞中取出信息_[新闻new]

发布时间:2021-09-14 10:41:20 阅读: 来源:木盒厂家

如何从黑洞中取出信息新的演算法指出次原子粒子的量子隐形传态可被用来取得黑洞中的信息。

从假想的黑洞中取得的是量子信息,意即收集到的数据是所有潜在状态的叠加,而不是标准位元的0或1。

英国剑桥大学博士生研究合著者亚当.杰明(Adam Jermyn)声称:原则上,我们已经可以具体证明从黑洞中取得量子信息是有可能的。

研究专家于2015年10月的arXiv期刊预印本中指出;请不要现在就把你的电脑丢到黑洞里,因为能取回的信息数量是微乎其微的,可能只有一量子位元;而且也可能因此牺牲从黑洞取得其它量子信息的可能性。

引力真空

大部分的人相信没有任何东西可以从黑洞中逃脱;紧密的,非常密集的天体如崩塌的恒星,其巨大的重力阻止光线及物质的逃脱。但事实证明,还是可以从如魔掌般的黑洞中取得些信息。

虽然一个人或一个原子无法逃脱黑洞,物理学家依然相信宇宙不会破坏信息;这就表示原则上被黑洞吸入的信息是有可能被吐出的。(原由就是大部分的物理学家相信应该可以前后来回地应用物理定律。)

在1970年代,物理学家史蒂芬.霍金就预测这是如何运作的。量子粒子是波动的,他们位处于包含黑洞内外的任何可能位置。即便未必会发生,次原子粒子还是有可能藉由量子隧穿的方式从黑洞中逃脱。

霍金辐射指的是量子辐射在隧穿过程中从黑洞的边缘渗漏。其辐射被认定为很暗淡,尽管它暗淡到未曾被探测到,大部分的科学家都相信它是真的存在。

标准资讯与量子信息

科学家早就知道可以藉由黑洞搜集标准信息。举例来说,如果将一个粒子投进黑洞中,测量黑洞的前后质量就可以计算出粒子的质量;杰明说:这就是所谓的标准资讯。

因为量子力学的运作方式并

不寻常,导致部份数据是一个量子位元。量子位元会在多重纠缠的状态下同时出现;但是测量微小粒子的状态会迫使量子位元选择一个状态,这样一来某些附加信息会因此被消除。

杰明与他的同事尝试推论量子的信息,例如:进入黑洞的粒子的旋转或是角动量的方向。(根据经典的观点,黑洞可能有一个角动量;但事实上,它的角动量在量子力学来说其实是多种可能性的叠加。)

瞬移数据

他们利用黑洞中量子隐形传态或是霍金辐射的演算法来取得瞬移数据。当有人将粒子掷入黑洞中,霍金辐射会创造出两个新的幽灵似的粒子;其中一个幻影粒子会被黑洞给吞噬,另一个则会逃脱。

藉由研究霍金辐射的转出状态,物理学家可以理论性地推断进入粒子的相关信息。

杰明告诉生命科学:诀窍就是只做不看。假设他们直接测量霍金辐射的转出状态,他们会限制了其旋转的状态,也会因此失去量子信息以及推论原始粒子旋转状态的可能性。

相反的,演算法间接的测量黑洞的旋转、原先进入的粒子以及被扫入的霍金辐射。杰明称道:诀窍是他们并没有测量所有可被测量的一切﹖研究者从这些测量出的结果只能得知动量守恒是否有所改变,却无法得知其改变的方向。

杰明说:这些未测出的结果透露了些许的信息,但你错过了所有的量子力学资讯。

他们可以从测量结果中反算出进入量子位元动量守恒的旋转方向;因此,理论上他们就可以取得黑洞的量子相关信息。

实际应用

新方法的实际应用是有限的。

杰明说:你不可能就这样偶然地投入[一量子位元]而希望能够拿回它,你必须从长计议。随意将数据丢入黑洞的那些人就这样未能如愿的删除了数据。

杰明补充:他们的方法只能取得一量子位的信息;即便其演算法更进一步地发展,可能也无法取得非常多的资讯。

除此之外,物理学家根本不认同从黑洞能够取得很多信息的相关理论。

杰明说:有些信息就像是当你删除电脑里的档案时一样,那些资料其实依然存在,它只是被打乱了。在信息被打乱前,你可以撷取到多少的信息,其实可能是有限的。

距离最近的黑洞对科学家来说还是远到无法测试其演算法。基本上,科学家可以利用玻色-爱因斯坦(Bose-Einstein)凝聚现象,凝聚过冷的粒子在实验室里创造微小黑洞的类似物。科学家使用电压创造出像黑洞一样无法渗透的分界线。杰明声称:这样一来就可以探索黑洞的相关理论了。

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