Paul Sparks
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Cuando Mile Gu encienda su nueva computadora, podrá ver el futuro. Al menos, 16 versiones posibles, todas al mismo tiempo.
Gu, profesor asistente de física en la Universidad Tecnológica de Nanyang en Singapur, trabaja en computación cuántica. Esta rama de la ciencia utiliza las extrañas leyes que gobiernan las partículas más pequeñas del universo para ayudar a las computadoras a calcular de manera más eficiente.
A diferencia de las computadoras clásicas, que almacenan información como bits (dígitos binarios de 0 o 1), las computadoras cuánticas codifican la información en bits cuánticos o qubits. Estas partículas subatómicas, gracias a las extrañas leyes de la mecánica cuántica, pueden existir en una superposición de dos estados diferentes al mismo tiempo..
Así como el gato hipotético de Schrödinger estaba vivo y muerto simultáneamente hasta que alguien abrió la caja, un qubit en una superposición puede ser igual a 0 y 1 hasta que se mida. Almacenar varios resultados diferentes en un solo qubit podría ahorrar una tonelada de memoria en comparación con las computadoras tradicionales, especialmente cuando se trata de hacer predicciones complicadas. [Física retorcida: 7 hallazgos alucinantes]
En un estudio publicado el 9 de abril en la revista Nature Communications, Gu y sus colegas demostraron esta idea utilizando un nuevo simulador cuántico que puede predecir los resultados de 16 futuros diferentes (el equivalente a, digamos, lanzar una moneda cuatro veces seguidas) en una superposición cuántica. Estos posibles futuros se codificaron en un solo fotón (una partícula cuántica de luz) que se movía por múltiples caminos simultáneamente mientras pasaba por varios sensores. Luego, los investigadores dieron un paso más allá, disparando dos fotones uno al lado del otro y rastreando cómo los futuros potenciales de cada fotón divergían en condiciones ligeramente diferentes..
"Es algo así como Doctor Strange en la película 'Avengers: Infinity War'", dijo Gu. Antes de una batalla culminante en esa película, el médico clarividente espera en el tiempo para ver 14 millones de futuros diferentes, con la esperanza de encontrar aquel en el que los héroes derroten al gran malvado. "Él hace un cálculo combinado de todas estas posibilidades para decir, 'Está bien, si cambio mi decisión de esta pequeña manera, ¿cuánto cambiará el futuro?' Esta es la dirección hacia la que avanza nuestra simulación ".
Lanzar una moneda cuántica
Los investigadores probaron su motor de predicción cuántica utilizando un modelo clásico llamado moneda perturbada..
"Imagina que hay una caja y dentro hay una sola moneda", dijo Gu. "En cada paso del proceso, alguien sacude la caja un poco, por lo que la moneda tiene una pequeña probabilidad de volcarse".
A diferencia de un lanzamiento de moneda tradicional, en el que el resultado siempre tiene la misma probabilidad de ser cara o cruz, el resultado de cada lanzamiento de moneda perturbado depende del estado en el que se encontraba la moneda durante el paso anterior. Si la moneda salta de cara a cruz durante el tercer movimiento de la caja, por ejemplo, es probable que el cuarto movimiento siga siendo cruz..
Los investigadores ejecutaron dos versiones diferentes del experimento de la moneda, una en la que la caja se movió un poco más fuerte y otra con movimientos más débiles. En cada experimento, la caja se agitó cuatro veces, proporcionando 16 combinaciones posibles de caras y colas. Después del cuarto paso, el equipo codificó la superposición de los 16 resultados en un solo fotón, mostrando simultáneamente la probabilidad de cada resultado posible en función de la fuerza con la que se agitó la caja..
Finalmente, el equipo combinó las superposiciones de la moneda fuertemente sacudida y la moneda débilmente sacudida para crear un mapa maestro de posibles futuros..
"Esto nos mostró la rapidez con la que los futuros divergieron dependiendo de la fuerza con la que sacudí la caja en cada paso", dijo Gu..
En este momento, las limitaciones en la potencia informática significan que el simulador del equipo puede ver solo 16 futuros posibles a la vez. Sin embargo, un día, a medida que las computadoras cuánticas se hagan más grandes, más poderosas y más comunes, los simuladores como este podrían expandirse para ver infinitos futuros a la vez, dijo Gu. Esto podría ayudar en cosas como la predicción del clima o realizar inversiones más informadas en el mercado de valores. Incluso podría ayudar a mejorar el aprendizaje automático, que se trata de que la inteligencia artificial se enseñe a sí misma para hacer cada vez mejores predicciones..
Todo esto es "altamente exploratorio", agregó Gu, y requerirá muchos más experimentos para descubrir todas las aplicaciones del simulador cuántico. Por desgracia, el propio destino de esta computadora clarividente es un futuro que sigue siendo un misterio.
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Publicado originalmente el .