Universul poate fi folosit ca un dispozitiv de calcul super-puternic capabil să găsească răspunsuri la probleme super-complexe de milioane de ori mai rapid decât un computer cuantic ipotetic format dintr-un număr la fel de mare de atomi, potrivit matematicienilor într-un articol din revista Physical Review D.
„Astăzi credem că computerele cuantice vor înlocui în cele din urmă supercomputerele electronice moderne. Ne-am gândit la o altă întrebare - poate umanitatea să creeze ceva și mai puternic folosind găurile negre și postulatele teoriei câmpului cuantic”, a spus Stephen Jordan de la Institutul Național de Standarde și Tehnologie (SUA).
În ultimii ani, omenirea a început să se confrunte cu faptul că multe probleme de calcul nu pot fi rezolvate folosind supercomputerele moderne, chiar și pentru un timp comparabil cu durata de viață a Universului. Acestea includ atât probleme pur științifice - calcularea ratei de expansiune a universului sau dezvăluirea formei tridimensionale a moleculelor complexe, cât și multe probleme practice, precum distribuția fluxurilor de trafic sau optimizarea economiei.
Multe dintre aceste probleme pot fi rezolvate folosind două abordări relativ noi de calcul - folosind rețele neuronale și calculatoare cuantice. Primele pot „filtra” datele inutile și pot reduce semnificativ cantitatea de informații procesate, în timp ce puterea acestora din urmă crește exponențial pe măsură ce numărul elementelor lor crește.
Potrivit lui Jordan, crearea primelor computere cuantice „mari”, formate din câteva zeci de qubiți, i-a făcut pe fizicieni și matematicieni să se întrebe cât de mari pot fi fabricate astfel de mașini. În principiu, așa cum remarcă omul de știință, nimic nu împiedică crearea unui computer cuantic care să includă toți atomii Universului. Se pune întrebarea - cât de nelimitate vor fi posibilitățile sale?
Chiar și o astfel de mașină, așa cum arată calculele lui Jordan și colegii săi, nu va fi atotputernică - de exemplu, determinarea exactă a așa-numitei constante cosmologice, densitatea energetică a vidului, un parametru cheie al teoriei relativității și cosmologiei moderne, va dura mai mult decât există întregul univers.
Acest fapt pune cosmologii în fața unei întrebări „insolubile” - de ce există Universul și de ce spațiul are aceleași proprietăți în toate punctele sale și cum este posibil să se determine câte dimensiuni există în el și ce valori ale constantei cosmologice sunt caracteristice fiecăruia dintre ele. Dacă Universul nu ar putea „rezolva” această problemă, atunci ar avea proprietăți neomogene, ceea ce nu este observat în realitate.
Potrivit matematicienilor americani, răspunsul la această enigmă poate fi obținut dacă considerăm întregul Univers ca un fel de computer „Einstein” capabil să calculeze modul în care se comportă universul în conformitate cu principiile teoriei relativității și ale teoriei câmpului cuantic. Cu alte cuvinte, Universul trebuie să fie capabil să se „calculeze” pentru a exista în forma în care îl observăm astăzi.
Video promotional:
Folosind o idee similară, oamenii de știință au creat un algoritm care poate calcula valorile constantei cosmologice cu o precizie de 120 de zerouri după punctul zecimal în doar o oră folosind un computer cuantic, folosind datele colectate de telescoape și alte instrumente științifice atunci când observă diferite tipuri de câmpuri care există în univers.
În mod similar, potrivit lui Jordan și colegilor săi, este posibil să se rezolve alte probleme matematice și statistice care sunt dincolo de puterea computerelor cuantice, care privesc nu numai istoria nașterii Universului, ci și probleme mai obișnuite, inclusiv cele de natură criptografică.
