Un ordenador cuántico ha simulado el primer agujero de gusano... pero, ¿qué quiere decir esto? Teóricamente, los agujeros de gusano son un puente entre dos regiones del espacio-tiempo y son compatibles con la teoría de la relatividad — aunque su existencia todavía no se ha comprobado. Lo que ha pasado ahora es que un equipo encabezado por el Instituto Tecnológico de California (Caltech) ha podido observar algunas de sus dinámicas gracias a un ordenador cuántico. Esto nos lleva a hacernos una gran pregunta: ¿estamos más cerca de viajar en el espacio-tiempo?
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Desgraciadamente, la respuesta a la última pregunta parece ser un "no". Los agujeros de gusano o puentes de Einstein-Rosen se popularizaron en la ciencia ficción como una forma de viajar en el espacio-tiempo, pero la teoría de la relatividad dice que nada puede pasar a través de ellos. Eso sí, en 2017 se ideó un escenario en el cual una energía repulsiva negativa puede mantenerlos abiertos bastante tiempo para que alguna cosa pase de un extremo al otro. Hay una pequeña esperanza, sobre todo si tenemos en cuenta que el mencionado equipo de Caltech ha desarrollado por primera vez un experimento cuántico para estudiar el comportamiento de un agujero de gusano holográfico y este miércoles ha publicado en Nature los resultados.
Un paso para la física cuántica
Tal vez no nos acerca a los viajes en el espacio-tiempo, pero la demostración sí que representa un paso hacia la posibilidad de estudiar la gravedad cuántica en un laboratorio. Quede claro que el experimento no ha creado un agujero de gusano real. Lejos de esto, es una simulación que permite sondear las conexiones entre los puentes de Einstein-Rosen y la física cuántica — una predicción de la llamada gravedad cuántica. La gravedad cuántica es una teoría física hipotética que trata de conectar la gravedad con la física cuántica, dos descripciones fundamentales y bien estudiadas de la naturaleza que parecen inherentemente incompatibles entre sí. También hay que hablar del principio holográfico, que es una forma de conectar diferentes teorías que podría ayudar a reconciliar a la mecánica cuántica y la relatividad general — explicando la relatividad como emergente de la física cuántica en un sistema físico restringido.
La autora principal de la investigación, Maria Spiropulu, ha detallado que el equipo ha encontrado "un sistema cuántico que presenta las propiedades clave de un agujero de gusano gravitacional y que, sin embargo, es lo bastante pequeño para implementarlo en el hardware cuántico actual". Ha añadido que la demostración es "un paso hacia un programa más amplio de pruebas de la física de la gravedad cuántica utilizando un ordenador cuántico" de lo que sustituye los sondeos directos de la gravedad cuántica, pero "ofrece un potente banco de pruebas" para ejercer algunas de sus ideas.
El futuro cuántico
La simulación se ha realizado con un ordenador cuántico formado por un circuito de nuevo cúbits (bit cuántico), en el que un cúbit teletransportado a través del procesador muestra la misma dinámica que se esperaría si cruzara un agujero de gusano transitable. Si bien la información cuántica puede transmitirse a través del dispositivo o teletransportarse de varias maneras, se ha demostrado que el proceso experimental es equivalente a lo que podría ocurrir si la información viajara a través del agujero de gusano. Es decir, que el experimento ofrece una primera demostración de la posible viabilidad futura del uso de ordenadores cuánticos para probar las teorías de la gravedad cuántica.
Los investigadores han explorado la equivalencia de los agujeros de gusano en el teletransporte cuántico y han llevado a cabo los primeros experimentos que indagan en la idea de que la información que viaja de un punto del espacio a otro puede describirse tanto en el lenguaje de la gravedad (los agujeros de gusano) como en el de la física cuántica (el entrelazamiento cuántico). En el futuro, el equipo espera ampliar este trabajo en circuitos cuánticos más complejos. Todavía faltan años para que los ordenadores cuánticos sean auténticos, pero el equipo seguirá haciendo experimento de este tipo en las plataformas de computación cuántica existentes.