Суть проблемы, которую сформулировал Хокинг, заключается в следующем: при формировании и последующем распаде черных дыр теряется информация об их детальном составе.

Инфракрасное смещение

Чтобы объяснить суть парадокса, рассмотрим электромагнитные волны. Они бывают разной частоты, и самым низким частотам отвечают радиоволны. Если увеличить частоту, это будет уже инфракрасное излучение. Потом мы получим волны из видимого (светового) спектра. Далее за пределами видимого спектра будет ультрафиолетовое излучение, рентгеновские волны и, наконец, гамма-излучение.

Если мы поставим источник излучения на некотором расстоянии от какого-либо массивного космического объекта и будем следить за испускаемым им светом на большом расстоянии от центра гравитации, то увидим так называемое инфракрасное смещение. Наблюдаемая частота излучения вдалеке от гравитирующего тела будет несколько ниже излученной в его окрестности. Это объясняется тем, что энергия фотонов (электромагнитных волн) прямо пропорциональна их частоте. Фотон, по мере того как преодолевает гравитационное притяжение, совершает работу, соответственно, теряет энергию, поэтому его частота понижается.

Квантовая телепортация — это телепортирование не физических объектов, не энергии, а состояния. Но в данном случае состояния передаются таким образом, каким в классическом представлении это сделать невозможно. Как правило, для передачи информации о каком-то объекте требуется большое количество всесторонних измерений. Но они разрушают квантовое состояние, и у нас нет возможности повторно его измерить. Квантовая телепортация используется для того, чтобы передать, перенести некое состояние, обладая минимальной информацией о нем, не «заглядывая» в него, не измеряя и тем самым не нарушая.