Avenç científic

Simulen un forat de cuc hologràfic en un ordinador quàntic

Simulen un forat de cuc hologràfic en un ordinador quàntic

Nature

  • Científics nord-americans aconsegueixen per primera vegada en la història recrear aquest fenomen en ‘condicions de laboratori’

  • L’èxit obre la porta a estudiar fenòmens complexos

3
Es llegeix en minuts
Valentina Raffio
Valentina Raffio

Periodista.

Especialista en ciència, salut i medi ambient.

Ubicada/t a Barcelona.

ver +

Atents a la història que llegiran a continuació perquè reuneix l’extraordinari amb el sorprenent. Segons anuncia aquest dimecres la revista científica ‘Nature’, un equip d’investigadors ha aconseguit per primera vegada en la història crear una simulació d’un forat de cuc hologràfic en un ordinador quàntic. L’èxit, portat a terme gràcies al processador Sycamore de Google, podria convertir-se algun dia en una eina per estudiar fenòmens fins ara impossibles d’observar com la gravetat quàntica, l’interior dels forats negres o els fonaments de la mateixa teoria de cordes.

La notícia sona a ciència-ficció així que, abans d’entrar en els detalls d’aquesta història, aclarim alguns conceptes:

Forat de cuc

Els forats de cuc són un dels conceptes descrits en la teoria de la relativitat general d’Einstein. Es tracta d’un hipotètic mecanisme basat en dos extrems connectats a través d’un únic canal a través del qual la matèria podria desplaçar-se. És a dir, una espècie de «drecera» a través de l’espai i del temps. L’existència d’aquest fenomen encara no ha sigut demostrada. Només es contempla a través de les equacions. 

Ordinadors quàntics

Els ordinadors quàntics són una eina capaç de fer càlculs extremadament complexos. Mentre els ordinadors tradicionals treballen amb un sistema de dígits binaris en el qual totes les operacions es fan alternant 0 i 1, els quàntics poden processar bits quàntics que mostrin els dos estats alhora. Això no només permet fer operacions cada vegada més complexes sinó que, a més, obre la porta a estudiar fenòmens descrits en la física quàntica que, fins ara, semblaven impossibles.

Principi hologràfic

Si parlem de física, hi ha dos grans paradigmes que descriuen les ‘normes del joc’. D’una banda, la física clàssica (i la teoria de la relativitat general) descriu el món físic tal com el coneixem (des del que passa a la Terra fins a les lleis de l’univers). D’altra banda, la mecànica quàntica s’endinsa en els fenòmens que s’esdevenen a escala atòmica o subatòmica. El principi hologràfic, per la seva banda, es planteja com l’eina per «reconciliar» la mecànica quàntica i la relativitat general

Ara que tenim tots els ingredients, anem a la recepta per entendre aquesta notícia. Un equip d’investigadors de les universitats de Pasadena i Stanford ha aconseguit crear un sistema relativament senzill per simular un forat de cuc ’en condicions de laboratori’. Utilitzant un ordinador quàntic, els científics van aconseguir crear un circuit amb tan sols nou bits quàntics que simulaven les propietats que s’esperen en aquesta mena de sistemes gravitatoris. A partir d’aquí, van estudiar el recorregut dels bits des que entren fins que surten del circuit en un total de 164 portes quàntiques. Els resultats de la simulació coincideixen amb els resultats esperats si la matèria travessés un forat de cuc.

¿Hem creat un forat de cuc? 

¿Significa això que hem creat un forat de cuc? La resposta és un taxatiu «no». Segons explica l’equip científic responsable d’aquest experiment i reafirmen experts independents, l’èxit presentat aquest dimecres no és res més que una simulació (per això no hi ha risc que l’experiment engoleixi la computadora, el laboratori o la humanitat). Perquè ens entenguem, l’experiment ha aconseguit recrear una fotografia de baixa resolució d’un forat de cuc i de les seves propietats.

Notícies relacionades

«Aquest estudi és una prova de principi que estableix les bases per a futurs avenços, però encara no ens explica res que no sabéssim sobre la gravetat quàntica», expliquen els investigadors Adam R. Brown i Leonard Susskind en una anàlisi publicada a ‘News and views’. En aquestes mateixa línies, els experts suggereixen que els resultats de l’experiment no han donat cap resultat que s’escapi de les «regles normals» de la mecànica quàntica. És a dir, el que sorprèn és l’experiment en si però no tant les conclusions.

«És un article molt interessant que mostra com els prototips d’ordinadors quàntics existents (o els que es construiran en el futur pròxim) poden convertir-se en una eina clau per abordar qüestions fonamentals», destaca Ignacio Cirac, director de la Divisió de Teoria de l’Institut Max-Planck d’Òptica Quàntica a Garching (Alemanya), en declaracions al Science Media Center Espanya. En aquest sentit, el científic destaca que en la comunitat científica hi ha un «enorme interès» a continuar desenvolupant aquesta mena de simulacions per estudiar, per exemple, «com es comporten els forats negres i, en especial, quan els estudiem sota la perspectiva de la física quàntica».

Temes:

Física