ब्लैक होल गुरुत्वाकर्षण राक्षस हैं, गैस को निचोड़ते हैं और महान ब्रह्मांडीय कचरा कम्पेक्टर जैसे सूक्ष्म बिंदु तक धूल जाते हैं। आधुनिक भौतिकी यह तय करती है कि भस्म होने के बाद, इस मामले की जानकारी ब्रह्मांड के लिए हमेशा के लिए खो जानी चाहिए। लेकिन एक नए प्रयोग से पता चलता है कि ब्लैक होल के अंदरूनी हिस्से में कुछ जानकारी हासिल करने के लिए क्वांटम यांत्रिकी का उपयोग करने का एक तरीका हो सकता है।
"क्वांटम भौतिकी में, जानकारी संभवतः खो नहीं सकती है," केविन लैंड्समैन, कॉलेज पार्क में मैरीलैंड विश्वविद्यालय में संयुक्त क्वांटम संस्थान (JQI) में एक भौतिकी स्नातक छात्र, लाइव साइंस को बताया। "इसके बजाय, जानकारी को छुपाया जा सकता है, या स्क्रैम्बल किया जा सकता है", सबअटामिक, इनटैक्ट्रिकली जुड़े कणों के बीच।
लैंड्समैन और उनके सह-लेखकों ने दिखाया कि वे एक ब्लैक होल के सरलीकृत मॉडल के भीतर कब और कैसे जल्दी से सूचना को माप सकते थे, अन्यथा अभेद्य संस्थाओं में एक संभावित झलक प्रदान करते थे। निष्कर्ष, जो आज (6 मार्च) जर्नल नेचर में दिखाई देते हैं, क्वांटम कंप्यूटर के विकास में भी मदद कर सकते हैं।
ब्लैक होल असीम रूप से घने होते हैं, एक विशाल, मृत तारे के ढहने से बनी छोटी-छोटी वस्तुएं जो सुपरनोवा बन जाती हैं। अपने विशाल गुरुत्वाकर्षण खिंचाव के कारण, वे आस-पास की सामग्री में चूसते हैं, जो कि उनके घटना क्षितिज के रूप में जाना जाता है के पीछे गायब हो जाता है - बिंदु अतीत जिसमें प्रकाश सहित कुछ भी नहीं बच सकता है।
1970 के दशक में, प्रसिद्ध सैद्धांतिक भौतिक विज्ञानी स्टीफन हॉकिंग ने साबित किया कि ब्लैक होल उनके जीवनकाल को छोटा कर सकते हैं। क्वांटम यांत्रिकी के नियमों के अनुसार - वे नियम जो छोटे पैमानों पर उपपरमाण्विक कणों के व्यवहार को निर्धारित करते हैं - कणों के जोड़े एक ब्लैक होल की घटना क्षितिज के ठीक बाहर अनायास ही अस्तित्व में आ जाते हैं। इन कणों में से एक ब्लैक होल में गिरता है, जबकि दूसरा बाहर की ओर निकलता है, इस प्रक्रिया में ऊर्जा के एक छोटे से टुकड़े को चुराता है। बहुत लंबे समय के दौरान, पर्याप्त ऊर्जा का अनुमान लगाया जाता है कि ब्लैक होल वाष्पित हो जाएगा, एक प्रक्रिया जिसे हॉकिंग विकिरण कहा जाता है, जैसा कि लाइव साइंस ने पहले बताया है।
लेकिन ब्लैक होल के असीम रूप से घने हृदय में एक समुंद्र छिपा है। क्वांटम यांत्रिकी का कहना है कि एक कण के बारे में जानकारी - इसका द्रव्यमान, गति, तापमान और इतने पर - कभी भी नष्ट नहीं किया जा सकता है। सापेक्षता के नियम एक साथ बताते हैं कि ब्लैक होल के घटना क्षितिज के पिछले हिस्से को ज़ूम करने वाला एक कण ब्लैक होल के केंद्र में असीम रूप से घने क्रश के साथ जुड़ गया है, जिसका अर्थ है कि इसके बारे में कोई भी जानकारी फिर से प्राप्त नहीं की जा सकती है। इन असंगत भौतिक आवश्यकताओं को हल करने के प्रयास आज तक असफल रहे हैं; समस्या पर काम करने वाले सिद्धांतकार दुविधा को ब्लैक होल की जानकारी विरोधाभास कहते हैं।
अपने नए प्रयोग में, लैंड्समैन और उनके सहयोगियों ने हॉकिंग विकिरण जोड़ी में जावक-उड़ान कण का उपयोग करके इस मुद्दे के लिए कुछ राहत पाने का तरीका दिखाया। क्योंकि यह अपने उल्लंघन करने वाले साथी के साथ उलझा हुआ है, जिसका अर्थ है कि इसका राज्य उसके साथी से अटूट रूप से जुड़ा हुआ है, एक के गुणों को मापने से दूसरे के बारे में महत्वपूर्ण विवरण मिल सकता है।
एक बयान में कहा गया, "कैलिफोर्निया के बर्कले के भौतिक विज्ञानी और टीम के सदस्य नॉर्मन याओ ने एक बयान में कहा," इन आउटगोइंग पर भारी मात्रा में गणना करके ब्लैक होल में गिराई गई जानकारी को पुनर्प्राप्त किया जा सकता है।
एक ब्लैक होल के अंदर के कण उनकी सारी जानकारी को क्वांटम-मशीनी तौर पर "खंगाल रहे हैं।" यही है, उनकी जानकारी को पूरी तरह से एक साथ मिलाया गया है जिससे इसे कभी भी बाहर निकालना असंभव हो जाए। लेकिन एक उलझा हुआ कण जो इस प्रणाली में गड़बड़ा जाता है, वह संभवतः अपने साथी को जानकारी दे सकता है।
वास्तविक दुनिया के ब्लैक होल के लिए ऐसा करना निराशाजनक रूप से जटिल है (और इसके अलावा, ब्लैक होल भौतिकी प्रयोगशालाओं द्वारा आना मुश्किल है)। इसलिए समूह ने एक क्वांटम कंप्यूटर बनाया, जो उलझे हुए क्वांटम बिट्स, या क्वाइबेट्स - क्वांटम कंप्यूटिंग में उपयोग की जाने वाली जानकारी की मूल इकाई का उपयोग करके गणना करता है। इसके बाद उन्होंने एक साधारण मॉडल की स्थापना की जिसमें एटमबियम तत्व के तीन परमाणु नाभिकों का उपयोग किया गया, जो सभी एक दूसरे से उलझ गए थे।
एक और बाहरी क्वबिट का उपयोग करते हुए, भौतिक विज्ञानी यह बताने में सक्षम थे कि तीन-कण प्रणाली में कण कब तले हुए थे और माप सकते थे कि वे कितने तले हुए थे। इससे भी महत्वपूर्ण बात यह है कि उनकी गणना से पता चला है कि विशेष रूप से पर्यावरण में अन्य कणों के साथ कणों को एक दूसरे के साथ रगड़ दिया गया था, राफेल बूसो, एक यूसी बर्कले सैद्धांतिक भौतिक विज्ञानी जो काम में शामिल नहीं थे, ने लाइव साइंस को बताया।
"यह एक अद्भुत उपलब्धि है," उन्होंने कहा। "यह पता चला है कि इनमें से कौन सी चीज़ वास्तव में आपके क्वांटम सिस्टम में घटित हो रही है, यह पहचानना एक बहुत ही कठिन समस्या है।"
परिणाम बताते हैं कि ब्लैक होल का अध्ययन उन प्रयोगों के लिए कैसे अग्रणी है जो क्वांटम यांत्रिकी में छोटी सूक्ष्मताओं की जांच कर सकते हैं, बोसो ने कहा, जो भविष्य के क्वांटम-कंप्यूटिंग तंत्र के विकास में सहायक हो सकता है।
