Simulación por ordenador cuántico para investigar la gravedad cuántica

2022/12/01 Galarraga Aiestaran, Ana - Elhuyar Zientzia Iturria: Elhuyar aldizkaria

Representación gráfica del orificio holográfico de gusanos. Ed. inqnet/A. Mueller (Caltech)

Se ha realizado la simulación cuántica de un agujero holográfico de gusano en un ordenador cuántico por primera vez. Así lo ha anunciado María Spiropulu Caltech, investigadora del Instituto Tecnológico de California, en la revista Nature. Explican que han utilizado el procesador Google Sycamore para realizar la simulación y que esperan que les ayude a investigar la gravedad cuántica en el laboratorio.

De hecho, la relatividad general describe el mundo físico como una densidad de alta materia o energía, por ejemplo, en objetos astrofísicos. La mecánica cuántica describe la materia a nivel atómico y subatómico. A través de la hipótesis de la gravedad cuántica se intenta dar una explicación a situaciones en las que estos dos niveles son importantes, como el interior de los agujeros negros. Sin embargo, la mecánica cuántica y la relatividad general son fundamentalmente incompatibles, por lo que no existe acuerdo sobre la gravedad cuántica.

El principio holográfico trata de armonizar la relatividad general con la mecánica cuántica, en un sistema físico limitado, proponiendo que la relatividad aflora de la física cuántica. En base a este principio, el equipo de Spiropulu ha diseñado un sencillo sistema para simular un orificio holográfico de gusanos en el que las propiedades de un sistema cuántico diseñado coinciden con lo esperado en un sistema de gravitación. Para realizar la simulación cuántica se ha utilizado una computadora cuántica formada por un circuito de nueve qubits. Un qubit teletransportado por el procesador tiene la misma dinámica que al atravesar un agujero de gusanos.

El experimento revela el valor que pueden tener los ordenadores cuánticos para probar las teorías de la gravedad cuántica.