量子计算机中捕捉黑洞Page曲线与纠缠动力学

量子计算机正迅速成为未来探索基本物理各个方面的重要工具。因此，我们提出了问题：量子计算机能否帮助我们研究 Page 曲线和黑洞信息动力学，这一议题一直是基本物理的焦点。就此问题，本文严格检验了一种 toy qubit 模型——黑洞蒸发模型，在 IBM 的超导量子计算机上实现，以此为此问题提供线索。具体而言，我们使用高效随机全息电路实现了黑洞 scrambling 动力学的量子模拟。进一步，我们采用基于交换的多体干涉协议和随机测量协议来测量该模型中 Hawking 辐射 qubit 的纠缠熵。最后，通过纳入量子误差缓解技术于我们在 IBM 量子硬件上实现的纠缠熵测量协议之中，我们准确地确定了该模型中的 Renyi 熵，从而展示了量子计算机为未来复杂量子系统调查的实用性。