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高能物理 - 理论

arXiv:2504.01058 (hep-th)
[提交于 2025年4月1日 (v1) ,最后修订 2025年5月23日 (此版本, v2)]

标题: 将信息传送到黑洞不需要花费任何代价。

标题: It costs nothing to teleport information into a black hole

Authors:Jonah Kudler-Flam, Geoff Penington
摘要: 通常人们认为向黑洞添加一个量子位需要能量 $\Delta E \geq T_H \log 2$以便额外的贝肯斯坦-霍金熵能够容纳这个量子位。 在这篇论文中,我们解释了最近发现的黑洞去相干现象如何允许以任意小的能量成本将量子信息传送到黑洞中。 广义的第二定律并未被违反,并且这与幺正性没有冲突,因为传送过程在黑洞内部和外部之间创造了新的纠缠,类似于霍金辐射。 根据兰道尔原理,只有当外部有净的信息擦除和噪声时才出现非零的最小能量成本,或者等效地,当“零比特”被送入黑洞时。
摘要: It is often claimed that adding a qubit to a black hole requires energy $\Delta E \geq T_H \log 2$ so that the extra Bekenstein-Hawking entropy can accommodate the qubit. In this essay, we explain how the recently discovered phenomenon of black hole decoherence allows quantum information to be teleported into a black hole, with arbitrarily small energy cost. The generalized second law is not violated and there is no conflict with unitarity because the teleportation creates new entanglement, analogous to Hawking radiation, between the black hole interior and exterior. In accordance with Landauer's principle, a nonzero minimum energy cost only appears when there is a net erasure of information and noise from the exterior or, equivalently, when ``zerobits'' are sent into the black hole.
评论: 10页,2个图;v2:包含演示资源平等性的明确协议。荣获2025年引力研究基金会引力论文二等奖。
主题: 高能物理 - 理论 (hep-th) ; 广义相对论与量子宇宙学 (gr-qc); 量子物理 (quant-ph)
引用方式: arXiv:2504.01058 [hep-th]
  (或者 arXiv:2504.01058v2 [hep-th] 对于此版本)
  https://doi.org/10.48550/arXiv.2504.01058
通过 DataCite 发表的 arXiv DOI

提交历史

来自: Jonah Kudler-Flam [查看电子邮件]
[v1] 星期二, 2025 年 4 月 1 日 18:00:00 UTC (20 KB)
[v2] 星期五, 2025 年 5 月 23 日 15:33:18 UTC (20 KB)
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