Квантовая телепортация на основе черной дыры преподнесла ученым сюрприз

Считается, что внутри черной дыры квантовая информация перемешивается практически до неузнаваемости. Но если соединить две черные дыры червоточиной, становится возможным нечто невероятное: информация, поглощенная одной черной дырой, может появиться из другой. Эта теоретическая идея вдохновила физиков особого метода квантовой телепортации. Исследование опубликовано на сервере препринтов arXiv, пишет ScienceAlert.

Квантовая телепортация работает совсем не так, как телепортация в научной фантастике. В данном случае не происходит перемещения физической материи. Вместо этого квантовое состояние одной частицы передается другой с использованием квантовой запутанности и классического канала передачи данных.

Квантовая запутанность – явлений из квантовой механики, когда свойства одного объекта неразрывно связаны со свойствами другого объекта, даже если они находятся на огромном расстоянии. Квантовая телепортация позволяет восстановить квантовое состояние на огромном расстоянии, при этом никому никуда не нужно перемещаться.

В квантовых вычислениях есть понятие "квантовая магия". Она позволяет квантовым компьютерам выполнять определенные вычисления, которые обычные компьютеры не могут эффективно воспроизвести.

Считается, что черные дыры быстрее всех во Вселенной перемешивают квантовую информацию. Попадая внутрь, она настолько сильно перемешивается, что восстановить исходные данные становится невероятно сложно. Но, согласно законам квантовой механики, Вселенная не может просто уничтожить квантовую информацию. Теоретически, если две черные дыры связаны между собой, информацию, перемешанную в одной из них, можно извлечь с помощью другой.

Физики разработали протоколы квантовой телепортации, вдохновленные этой теорией. Вместо реальных черных дыр они использовали квантовые схемы, имитирующие процесс перемешивания информации в черной дыре. Ученые провели анализ двух различных способов перемешивания квантовой информации в рамках протокола телепортации, основанного на модели черной дыры.Первый способ позволяет создавать квантовую запутанность и манипулировать квантовой информацией, однако не требуют "квантовой магии". Второй способ требовал эту "магию".

Физики сравнили точность телепортации квантовой информации в каждом случае. Результаты преподнесли большой сюрприз. В среднем оба подхода обеспечили абсолютно одинаковую точность квантовой телепортации. И все же первый метод показал, что квантовая телепортация является более эффективной.

Это не означает, что физики научились телепортировать информацию через реальные черные дыры. Но эта работа может стать основой для проверки протоколов квантовой телепортации на реальном квантовом оборудовании. Это может помочь физикам лучше понять не только необычное поведение квантовой информации, но и то, что может потребоваться для извлечения информации из черных дыр.

Другие новости науки

• Мост Эйнштейна: в космосе есть неожиданные проходы в другие реальности и туда можно попасть.