黑洞,量子信息和BEC


最近有不少理论文章讨论了量子比特在黑洞附近的行为,特别是纠缠的光子与黑洞的相互作用(Phys. Rev. Lett. 75 120404, (2005), quant-ph/0608209),以及黑洞吸收了光子态之后是否可以通过某种机制又把这个态释放出来( Phys. Rev. Lett. 96, 061302 (2006) )。当然黑洞我们是无法接触到的,顶多可以通过天文望远镜进行观测。如果无法通过实验来证实或者证伪,那这些理论探讨的真正价值也就无法发挥出来。如果这 些理论探讨的基础有问题的话,不通过实验也是看不出来的。其实并不用这么悲观,我们也许可以用模拟的黑洞来做实验。

用BEC来模拟宇宙学的想法最早来自这篇2001年发表在Nature上的论文(cond-mat/0105019), 观测到在BEC系统中通过控制观测到BEC的爆发和塌缩。然后在2002年,另外一篇发表在Nature的论文从 理论上提出了在原子介质中利用减慢光速的效应来实现黑洞视界。我想,利用这些结果,我们可以想这样一个问题:上面那些探讨量子比特在黑洞附近和内部行为的 理论是否可以在这些凝聚态系统中来检验或者实现呢?或许我们可以提出一个实验方案,在冷原子气体系统中实现模拟的黑洞,以及让量子比特(由减慢了速度的光 子,或者声子携带)在这个“黑洞”附近运动。如果能够提出可行的实验方案,最后可以通过实验检验的话,我想将是很有意义的一件事。

另外附上几篇综述: gr-qc/0604058gr-qc/0605121

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