In einem Schwarzen Loch gefangene Informationen können gespeichert werden

Gibt es eine Möglichkeit, in einem Schwarzen Loch gefangene Informationen wiederherzustellen?

Das Schicksal der Informationen, die in das Schwarze Loch fielen, bleibt ein Rätsel. Kann sie jemals aus einem schwarzen Loch herauskommen oder verschwindet es für immer? Derzeit zeigen neue Arbeiten, wie man theoretisch etwas wiederherstellen kann, das in ein Schwarzes Loch gefallen ist.

Sean Carroll vom California Institute of Technology in Pasadena und seine Kollegen gingen dieses Problem mit Methoden aus der Quantenteleportation an, bei denen ein Informationsquantum von einem Ort zum anderen verschoben wird.

Die Quantenteleportation basiert auf verschränkten Teilchen. Wenn die Partikel verwickelt sind, wirkt sich die Messung des Zustands eines Partikels sofort auf den Zustand eines anderen Partikels aus, unabhängig davon, wie weit sie voneinander entfernt sind. Oft wird ein Beispiel gegeben, in dem ein Paar von Alice und Bob erwähnt wird, von denen jedes Zugang zu einem von zwei verschränkten Partikeln hat. Um mit dem Teleportieren zu beginnen, sendet Bob Alice ein paar Informationen. Sie verwenden diese Informationseinheit und ihr Teilchen aus einem Paar verschränkter Teilchen, um ein Bit Quanteninformation oder Qubit von Bob zu Alice zu bewegen.

"Dies ist eine Quantenteleportationstechnik", sagt Carroll. "Wir haben festgestellt, dass ein Schwarzes Loch auf natürliche Weise dasselbe tut."
Dies liegt an der Tatsache, dass das Schwarze Loch verwickelte Partikel erzeugt, die die sogenannte Hawking-Strahlung erzeugen.

Aus der Vakuumenergie der Raumzeit entstehen ständig spontan Partikel und deren Antiteilchen. Typischerweise zerfallen solche Partikel schnell: Sie verbinden sich und vernichten sich. Aber neben dem Ereignishorizont eines Schwarzen Lochs fällt ein Teilchen in ein Schwarzes Loch und das andere bleibt dahinter. Dieses Teilchen, das außerhalb des Schwarzen Lochs verbleibt, erzeugt Hawking-Strahlung. Ein Teilchen, das in ein Schwarzes Loch fällt, und ein Teilchen, das über seine Grenzen hinaus verbleibt, sind verwickelt.
Wenn Alice außerhalb des Schwarzen Lochs wäre und sie Zugang zu einem der Teilchenpaare hätte und Bob, der sich innerhalb des Schwarzen Lochs befinden würde, Zugang zu dem zweiten Teilchen hätte, könnten sie klassische Informationen von Bob an Alice übertragen.

Ein Qubit fallen lassen
Carroll und seine Kollegen haben gezeigt, dass wenn Alice ein Qubit nimmt, von dem sie nichts weiß, und es in ein Schwarzes Loch wirft, dies die Drehung des Schwarzen Lochs oder den Moment des Impulses verändert. Dies kann außerhalb des Schwarzen Lochs gemessen werden. Einfach richtig? Messen Sie einfach eine unbedeutende Veränderung auf der Rückseite eines Schwarzen Lochs.

Wenn Alice also den Spin eines Schwarzen Lochs vor und nach dem Platzieren eines Qubits misst, ähnelt die Änderung des Spins der Einheit traditioneller Informationen, die Bob vom Schwarzen Loch nach außen überträgt.

Durch Ändern des Spins eines Schwarzen Lochs und seiner Hälfte der Hawking-Strahlung, die emittiert wird, nachdem ein Qubit in ein Schwarzes Loch gefallen ist, kann Alice die Regeln der Quantenteleportation verwenden, um den Spin des Qubits zu bestimmen, das sie in ein Schwarzes Loch geworfen hat, und so Informationen außerhalb wiederherzustellen Ereignishorizont des Schwarzen Lochs.

Aber es gibt ein großes Problem. Diese Technik kann nicht verwendet werden, um mehr als ein Qubit wiederherzustellen.

John Prescill, ebenfalls ein Mitarbeiter des California Institute of Technology, der für diese Studie nicht relevant ist, sagt: „Diese Arbeit sagt etwas über den Wert von Quanteninformationen eines Qubits aus, sagt aber kaum etwas über die riesige Menge an Informationen aus, die in ein Schwarzes Loch fallen und wird von außen unzugänglich. “

Carroll stimmt zu, hofft jedoch, dass ihre Arbeit „uns ein wenig anders darüber nachdenken lässt, was das Extrahieren von Informationen aus einem Schwarzen Loch bedeuten könnte“, und enthüllt so das Geheimnis dessen, was mit Informationen geschieht, die in ein Schwarzes Loch gelangen .

Quelle arxiv.org/abs/1507.03592

Source: https://habr.com/ru/post/de382129/