Un ordinador quàntic ha simulat el primer forat de cuc... però, què vol dir això? Teòricament, els forats de cuc són un pont entre dues regions de l'espaitemps i són compatibles amb la teoria de la relativitat — tot i que la seva existència encara no s'ha comprovat. El que ha passat ara és que un equip encapçalat per l'Institut Tecnològic de Califòrnia (Caltech) ha pogut observar algunes de les seves dinàmiques gràcies a un ordinador quàntic. Això ens porta a fer-nos una gran pregunta: estem més a prop de viatjar en l'espaitemps?
💾 Barcelona tindrà el seu segon ordinador quàntic, un dels primers d'Europa
Malauradament, la resposta a l'última pregunta sembla ser un "no". Els forats de cuc o ponts d'Einstein-Rosen es van popularitzar a la ciència-ficció com una forma de viatjar en l'espaitemps, però la teoria de la relativitat diu que res pot passar a través d'ells. Això sí, l'any 2017 es va idear un escenari en el qual una energia repulsiva negativa pot mantenir-los oberts prou temps perquè alguna cosa passi d'un extrem a l'altre. Hi ha una petita esperança, sobretot si tenim en compte que l'esmentat equip de Caltech ha desenvolupat per primera vegada un experiment quàntic per estudiar el comportament d'un forat de cuc hologràfic i aquest dimecres n'ha publicat a Nature els resultats.
Una passa per la física quàntica
Tal vegada no ens apropa als viatges en l'espaitemps, però la demostració sí que representa una passa cap a la possibilitat d'estudiar la gravetat quàntica en un laboratori. Quedi clar que l'experiment no ha creat un forat de cuc real. Lluny d'això, és una simulació que permet sondejar les connexions entre els ponts d'Einstein-Rosen i la física quàntica — una predicció de l'anomenada gravetat quàntica. La gravetat quàntica és una teoria física hipotètica que tracta de connectar la gravetat amb la física quàntica, dues descripcions fonamentals i ben estudiades de la naturalesa que semblen inherentment incompatibles entre si. També cal parlar del principi hologràfic, que és una forma de connectar diferents teories que podria ajudar a reconciliar la mecànica quàntica i la relativitat general — explicant la relativitat com a emergent de la física quàntica en un sistema físic restringit.
L'autora principal de la recerca, Maria Spiropulu, ha detallat que l'equip ha trobat "un sistema quàntic que presenta les propietats clau d'un forat de cuc gravitacional i que, tanmateix, és prou petit per implementar-ho en el maquinari quàntic actual". Ha afegit que la demostració és "una passa cap a un programa més ampli de proves de la física de la gravetat quàntica fent servir un ordinador quàntic" que no substitueix els sondejos directes de la gravetat quàntica, però "ofereix un potent banc de proves" per exercir algunes de les seves idees.
El futur quàntic
La simulació s'ha realitzat amb un ordinador quàntic format per un circuit de nou qbits (bit quàntic), en el que un qbit teleportat a través del processador mostra la mateixa dinàmica que s'esperaria si creués un forat de cuc transitable. Si bé la informació quàntica pot transmetre's a través del dispositiu o teleportar-se de diverses maneres, s'ha demostrat que el procés experimental és equivalent al que podria ocórrer si la informació viatgés a través del forat de cuc. És a dir, que l'experiment ofereix una primera demostració de la possible viabilitat futura de l'ús d'ordinadors quàntics per provar les teories de la gravetat quàntica.
Els investigadors han explorat l'equivalència dels forats de cuc amb el teletransport quàntic i han dut a terme els primers experiments que indaguen en la idea que la informació que viatja d'un punt de l'espai a un altre pot descriure's tant en el llenguatge de la gravetat (els forats de cuc) com en el de la física quàntica (l'entrellaçament quàntic). En el futur, l'equip espera ampliar aquesta feina a circuits quàntics més complexos. Encara falten anys perquè els ordinadors quàntics siguin autèntics, però l'equip seguirà fent experiment d'aquesta mena en les plataformes de computació quàntica existents.