黑洞是引力怪物，将气体和尘埃挤压到微观点，如巨大的宇宙垃圾压实机。现代物理学指出，在被消耗之后，关于这个问题的信息应该永远丢失在宇宙中。但是一项新实验表明，可能有一种方法可以利用量子力学来洞察黑洞的内部。“在量子物理学中，信息不可能丢失，”马里兰大学帕克分校联合量子研究所(JQI)的物理研究生Kevin Landsman告诉Live Science。“相反，信息可以隐藏或扰乱”亚原子，不可分割的相互关联的粒子。

Landsman和他的合着者表明，他们可以测量信息在黑洞的简化模型中被扰乱的时间和速度，从而可以窥探其他难以理解的实体。今天(3月6日)在“ 自然”杂志上发表的调查结果也有助于量子计算机的发展。[ 斯蒂芬霍金关于黑洞的最遥远的想法。黑洞是无限密集的，无限小的物体是由一颗巨大的死星坍塌而形成的。由于它们的巨大引力，它们会吸入周围的物质，这些物质会消失在所谓的事件视界之后 - 包括光在内的任何事物都无法逃脱。

在20世纪70年代，着名的理论物理学家斯蒂芬霍金证明，黑洞可以在其一生中缩小。根据量子力学定律 - 规则决定亚微米粒子在微小尺度上的行为 - 粒子对在黑洞的事件视界之外自发地存在。其中一颗颗粒落入黑洞而另一颗颗粒向外推进，在此过程中偷走了一小撮能量。在极长的时间尺度上，正如Live Science先前报道的那样，黑洞将会蒸发，这个过程被称为霍金辐射。

但是在黑洞无限密集的心中隐藏着一个难题。量子力学说，有关粒子的信息 - 质量，动量，温度等 - 永远不会被破坏。相对论规则同时指出，已经通过黑洞事件视界的粒子已经与黑洞中心的无限密集粉碎相结合，这意味着无法再次获取有关它的信息。到目前为止，尝试解决这些不兼容的物理要求是不成功的； 那些研究过这个问题的理论家们把这个问题称为黑洞信息悖论。

在他们的新实验中，Landsman和他的同事展示了如何使用Hawking辐射对中的向外飞行粒子来解决这个问题。因为它与其顽固的伙伴纠缠在一起，意味着它的状态与其伙伴的状态密不可分，衡量一个人的属性可以提供关于另一个人的重要细节。

加州大学伯克利分校的物理学家，该团队成员Norman Yao在一份声明中说：“人们可以通过对这些外向粒子进行大量的量子计算来恢复掉入黑洞的信息。”

黑洞内的粒子已经在量子力学上“混乱”了所有信息。也就是说，他们的信息混乱在一起，使得它无法永远地解脱。但是，在这个系统中混乱的纠缠粒子可能会将信息传递给其合作伙伴。

对于真实世界的黑洞来说这样做是无比复杂的(此外，在物理实验室中很难得到黑洞)。这样的组中创建了一个量子COMPUT ER，使用量子纠缠位或多个量子位执行的计算-的信息在量子计算中使用的基本单元。然后，他们使用元素Ytterbium的三个原子核建立了一个简单的模型，它们都相互纠缠在一起。

使用另一个外部量子比特，物理学家能够分辨出三粒子系统中的粒子何时被扰乱，并可以测量它们变得多么混乱。更重要的是，他们的计算结果表明，粒子是相互混杂的而不是环境中的其他粒子，加州大学伯克利理论物理学家Raphael Bousso没有参与这项工作，他告诉Live Science。

“这是一项了不起的成就，”他补充道。“事实证明，区分哪些事情实际发生在你的量子系统中是一个非常困难的问题。”

Bousso说，研究结果显示黑洞的研究如何导致可以探测量子力学中微小细微差别的实验，这可能有助于未来量子计算机制的发展。

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