Einer gemeinsamen Anstrengung von Forschungsteams mehrerer Organisationen in China ist es gelungen, mithilfe der Quantencomputertechnologie die Hawking-Strahlung zu testen, die vom renommierten Physiker Stephen Hawking vorgeschlagene Theorie, wie die South China Morning Post berichtet.
Quantencomputing ist ein komplexes Gebiet, in dem Mathematik, Informatik und Physik zur Lösung komplexer Probleme eingesetzt werden. Engineering berichtete kürzlich, dass ein Quantencomputer einen herkömmlichen Supercomputer in komplexer Mathematik übertrifft.
Im Gegensatz zu herkömmlichen Computern, die Bits zur Verarbeitung von Berechnungen verwenden, verwenden Quantencomputer Quantenbits, allgemein Qubits genannt, zur Verarbeitung von Informationen. Da ein Qubit in mehr als den dualen Zuständen 0 und 1 existieren kann, die herkömmliche Bits bieten, kann es exponentiell mehr Berechnungen durchführen, was Forscher auszunutzen und zu erreichen versuchen.
Ein Quantencomputeralgorithmus könnte bei der Entwicklung einer Methode zur Kohlenstoffabscheidung helfen
Was ist Hawking-Strahlung?
Was wir bisher über die Physik wissen, ist, dass die Schwerkraft eines Schwarzen Lochs so stark ist, dass nichts, nicht einmal Licht, ihr entkommen kann. Wenn ein Teilchen den Ereignishorizont eines Schwarzen Lochs überschreitet, kann es diesem nicht entkommen.
Laut dem berühmten Physiker Stephen Hawking kann ein Teilchen im Inneren eines Schwarzen Lochs jedoch auf der Quantenebene nach und nach entkommen. Diese 1974 vorgeschlagene Theorie besagt, dass ein Schwarzes Loch Energie in Form von Wellen oder Teilchen direkt außerhalb des Ereignishorizonts verliert. Dieses Phänomen wird als Hawking-Strahlung bezeichnet und führt dazu, dass ein Schwarzes Loch jegliche Energie verliert und schließlich verdampft.
Die Implikationen dieser Theorie sind im Kontext der Zukunft des Universums schwerwiegend. Wenn diese Theorie wahr wäre, würde irgendwann alles, was existiert, verdampfen und sich in eine schwache Verdunstungsstrahlung von Schwarzen Löchern verwandeln.
Im Laufe der Jahre haben Forscher verschiedene Ansätze ausprobiert, um diese Theorie zu testen. Unter Verwendung von Medien wie Wasserwellen, optischen Metamaterialien, Licht und Bose-Einstein-Kondensaten wird ein Zustand erreicht, in dem sich Materie und ihre Bestandteile auf ihrem niedrigsten Energieniveau befinden.
Dank der Fortschritte in der Quantencomputerforschung haben sich Wissenschaftler mehrerer Organisationen in China zusammengeschlossen, um Hawkings Vorhersagen auf Quantenebene zu testen.
Erzeuge ein Schwarzes Loch auf Quantenebene
Das Team bestehend aus Forschern der Chinesischen Akademie der Wissenschaften, der Tianjin-Universität und der Beijing Academy of Quantum Information Sciences entwickelte einen Supercomputer, der aus einer Kette von 10 Qubits besteht. Die interagierenden Kopplungen wurden durch neun abstimmbare Koppler gesteuert.
Das Team wurde auch von Forschern des RIKEN Cluster for Pioneering Research in Japan unterstützt und lieferte einen Weg zur Simulation der Quanteneffekte von Schwarzen Löchern mithilfe supraleitender Chips.
Die Experimente zeigten eine gewisse Möglichkeit der Strahlung eines Quasiteilchens über den Ereignishorizont und bewiesen damit die Richtigkeit von Hawkings Theorie. Das Team bestätigte außerdem, dass die Hawking-Strahlungssimulation durch die Messung aller Qubits außerhalb des Horizonts verifiziert wurde.
„Unsere Ergebnisse würden das Interesse an der Erforschung der damit verbundenen Eigenschaften von Schwarzen Löchern mithilfe eines programmierbaren supraleitenden Prozessors mit abstimmbaren Kopplern steigern“, schrieb das Team in einer Anfang des Monats in Nature Communication veröffentlichten Studie.
Das Quantencomputing schreitet sehr schnell voran: Einige chinesische Forscher haben sogar behauptet, ihr Quantencomputer sei 180 Millionen Mal schneller als die derzeit in den USA verwendeten Supercomputer.
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Der Artikel Quantum Computing wird in China getestet, um die Howking-Strahlung zu verifizieren, d. h. die Zukunft des Universums ergibt sich aus Wirtschaftsszenarien .
Dies ist eine Übersetzung eines Artikels, der am Wed, 21 Jun 2023 15:47:04 +0000 im italienischen Blog Scenari Economici unter der URL https://scenarieconomici.it/in-cina-si-sperimenta-il-calcolo-quantistico-per-verificare-la-radiazione-di-howking-cioe-il-futuro-delluniverso/ veröffentlicht wurde.