Kuantum ışınlaması kara deliklerden geçebilir ve kuantum parçacıklarının kara deliklerin içini ortaya çıkarması beklenir.
Fizikçiler kara delikleri gözlemlemenin bir yolunu bulmuş olabilirler Anahtar nokta, kara deliklerden kuantum bilgisayarlara bilgi aktarmaktır. Ancak kara delikler herkesin bildiği gibi ortadan kalktı. Kara deliğin tekilliği çevreleyen uzay ve zamanı son derece bozar, böylece kara deliğe giren herhangi bir nesnenin kaçmak için ışık hızından daha hızlı hareket etmesi gerekir ve Einstein'ın görelilik teorisi bu hızı ışıktan daha hızlı yasaklar, bu nedenle nesne kara deliğin yerçekimi kısıtlamasından kaçamaz.
Ancak Maryland Üniversitesi'nde doktora öğrencisi olan Kevin Landsman, kuantum fiziğinin kara deliğe giren bilgilerin kaybolmadığına inandığına dikkat çekti. Kuantum mekaniğine göre, bilginin kaybedilmesi imkansızdır, ancak bilgi çok gövdeli dolaşık bir durumda bozulabilir veya gizlenebilir.
Yakın zamanda Nature dergisinde yayınlanan yeni bir araştırmaya göre, Landsman ilk yazar olarak kuantum bilgisinin görünmez iletimi ve şifresinin çözülmesini inceledi. Kuantum dolanmasının kara deliklerden bilgi çıkarabildiğini buldular.
Bu kavram yeni değil. 45 yıl kadar erken bir tarihte Stephen Hawking, kuantum dalgalanmalarının olduğu bir boşlukta kuantum parçacık çiftlerinin ani ve rastgele ortaya çıkması ve kaybolması nedeniyle kara deliklerin yok edilebileceğini öne sürdü. Bir kara deliğin kenarında bir çift kuantum dolaşık sanal parçacık belirirse, negatif enerjili karşıt parçacıklar kara deliğe düşerken, pozitif enerji parçacıkları kara deliğin kütlesinin bir parçası olan Hawking radyasyonu ile kara delikten kaçacaktır.
Kuantum mekaniğine göre, parçacıkların durumları ancak belirli bir şekilde ölçüldüklerinde veya bir şeyle etkileşime girdiklerinde belirlenebilir, aksi takdirde belirsiz bir üst üste binme durumundadırlar. Kuantum dolaşıklığı olan bir çift parçacığın durumları kesinliğini koruyor. Ancak parçacıklardan birinin durumu ölçülürse, diğer parçacık nerede olursa olsun belirli bir duruma ulaşmak için buna göre değişecektir. Bu parçacık çifti, birbirlerinin durumunu anında bilebilir gibi görünüyor.Bu fenomene kuantum ışınlanması denir. İkisi arasındaki bağlantı, sözde hiper-zaman sıralı tutarlılık fonksiyonu olan, başlangıçta dolaşan parçacık çiftinin bilgisinin ötesinde, etkileşim hakkında daha fazla bilgi sağlayabilir.
Boşlukta aniden ortaya çıkan sanal bir parçacık çiftinin bir parçacığı kara deliğe düşerse, hayatta kalan parçacık ile kara deliğe düşen parçacık arasındaki kuantum dolaşıklık etkisi, başlangıçta geçilemez kara delikte bir tür iletişim üretecektir. . Kara deliğe giren parçacık diğer parçacıklarla etkileşime girecek ve bilgiyi bozacak olsa da, fizikçiler büyük ölçekli kuantum hesaplamalarıyla kaçan başka bir parçacığı analiz etmenin mümkün olduğuna inanıyorlar.
Kaliforniya Üniversitesi, Berkeley'den çalışmanın ortak yazarlarından Norman Yao, bu çalışmanın son derece zor olduğunu, ancak kuantum mekaniğinin inandırıcı olması durumunda prensipte mümkün olması gerektiğini söyledi.
Araştırma ekibi, bir kara deliği simüle etmek için, ultra düşük sıcaklıklı iterbiyum iyonları şeklinde bir elektrik alanında asılı duran yedi kuantum parçacığına (kübit denir) sahip bir kuantum bilgisayar kullandı. Dört kübit iki çift halindedir: önce dolaşık, sonra ayrılmış. Bu, birbirine dolanmış parçacıklardan birini karadeliğe fırlatmaya benzer, eşleştirilmiş parçacıkları ise dışarıda kalarak birbirine bağlıdır. Üçüncü kübit, "kara delik" içindeki iki kübite eklenir.Sistemin girdisi olarak, bu üç kübit, kuantum bilgilerini etkileşime girebilir ve bozabilir. İki dış parçacığın da üçüncü kübit ile etkileşime girmesine izin verilir ve dördüncü parçacığın üç kübitin tümü ile etkileşime girmesine izin verilir.
Beklendiği gibi, araştırmacılar bu bilginin simüle edilmiş kara delik içindeki parçacıklar arasında paylaşıldığını ve ardından dış parçacıklara iletildiğini keşfettiler. Ancak, bilgi aktarımı mükemmel değildir. Sonuçlar, ışınlanmanın doğruluğunun yaklaşık% 80 olduğunu gösteriyor, bu da kuantum bilgisinin yaklaşık yarısını kusurların ve gürültünün oluşturduğu ve kalan bilgilerin kübitler arasında paylaşıldığı anlamına geliyor.
Araştırma ekibi, bu deneyin başarıya giden ilk adım olduğuna inanıyor. Kayıp bilgiyi geri almak imkansız olsa da yorumlamak imkansız değil ama çok zor.
Sydney Üniversitesi'nden bir kozmolog olan Geraint Lewis, kuantum hesaplamanın etkileyici başarılarına rağmen, bunların kara deliklere bilgi ağ geçidi olarak kullanılıp kullanılamayacağı kesin olmaktan çok uzak olduğunu söyledi. Kara delik gizemli bir yerdir Mevcut yerçekimi teorisi ve kuantum mekaniği henüz tam olarak entegre edilmemiştir, bu da birçok insanın bilginin nasıl dışarı sızdığı konusunda spekülasyon yapmasına neden olmuştur. Dolaşık parçacıklar bu bilgiyi taşıyabiliyorsa, eğer bu bilgi kara delik fırtınasından sağ çıkabiliyorsa, o zaman belki de cesur kuantum bilgisayar kaşifleri kara deliğe neyin düştüğünü bulabilir.
Kara deliklerin keşfine rağmen, araştırma ekibi kuantum taşıma ve yorumlama sistemlerinin daha pratik uygulamalara sahip olmasını bekliyor. Olası bir uygulama, kuantum bilgisayarların kıyaslanmasına ilişkindir.İnsanlar, kuantum işlemcilerdeki daha karmaşık gürültü ve uyumsuzluk biçimlerini teşhis etmek için bu teknolojiyi kullanabilir.
