Een team natuurkundigen, waaronder een van de Universiteit van Californië, Berkeley, heeft quantum computing en machinaal leren gebruikt om de binnenkant van een zwart gat te simuleren en het gedrag van materie onder extreme omstandigheden te bestuderen.

Zwarte gaten zijn gebieden in de ruimtetijd met zulke sterke zwaartekrachten dat niets, zelfs licht niet, kan ontsnappen binnen een bepaalde afstand, de zogenaamde gebeurtenishorizon. Dit maakt het moeilijk om het interieur van zwarte gaten met traditionele methoden te bestuderen.

De onderzoekers konden echter een kwantumcomputer gebruiken om het zwaartekrachtveld van een zwart gat te simuleren en vervolgens machine learning gebruiken om het gedrag van materie in dit veld te analyseren. Hierdoor konden ze nieuwe inzichten verwerven in de eigenschappen van zwarte gaten en de aard van de zwaartekracht.

Het onderzoeksteam, bestaande uit natuurkundigen van Google, Caltech en de Universiteit van Maryland, publiceerde hun bevindingen in het tijdschrift Nature.

Bij het onderzoek werd een kwantumcomputer gebruikt om een ​​tweedimensionaal zwart gat te simuleren, een vereenvoudigd model van een echt zwart gat. De kwantumcomputer kon het zwaartekrachtveld van het zwarte gat en het gedrag van materie in dit veld simuleren.

Vervolgens gebruikten de onderzoekers machinaal leren om de gegevens uit de kwantumcomputersimulatie te analyseren. Hierdoor konden ze de belangrijkste kenmerken van het interieur van het zwarte gat identificeren, zoals de waarnemingshorizon en de singulariteit.

De onderzoekers ontdekten ook dat het gedrag van materie in het binnenste van het zwarte gat anders was dan wat door de klassieke natuurkunde wordt voorspeld. Ze ontdekten bijvoorbeeld dat materie door de waarnemingshorizon kon tunnelen en uit het zwarte gat kon ontsnappen.

Dit onderzoek levert nieuwe inzichten op in de eigenschappen van zwarte gaten en de aard van de zwaartekracht. Het toont ook het potentieel aan van het gebruik van quantum computing en machinaal leren om complexe fysieke systemen te bestuderen.

De onderzoekers zijn van plan hun werk voort te zetten met behulp van quantum computing en machinaal leren om zwarte gaten en andere complexe fysieke systemen te bestuderen. Ze hopen dat hun onderzoek zal leiden tot een beter begrip van het universum en de fundamentele wetten van de natuurkunde.