Simulación por computador cuántico para investigar a gravidade cuántica

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

Representación gráfica do orificio holográfico de vermes. Ed. inqnet/A. Mueller (Caltech)

Realizouse a simulación cuántica dun buraco holográfico de verme nun computador cuántico por primeira vez. Así o anunciou María Spiropulu Caltech, investigadora do Instituto Tecnolóxico de California, na revista Nature. Explican que utilizaron o procesador Google Sycamore para realizar a simulación e que esperan que lles axude a investigar a gravidade cuántica no laboratorio.

De feito, a relatividad xeral describe o mundo físico como unha densidade de alta materia ou enerxía, por exemplo, en obxectos astrofísicos. A mecánica cuántica describe a materia a nivel atómico e subatómico. A través da hipótese da gravidade cuántica téntase dar unha explicación a situacións nas que estes dous niveis son importantes, como o interior dos buracos negros. Con todo, a mecánica cuántica e a relatividad xeral son fundamentalmente incompatibles, polo que non existe acordo sobre a gravidade cuántica.

O principio holográfico trata de harmonizar a relatividad xeral coa mecánica cuántica, nun sistema físico limitado, propondo que a relatividad aflora da física cuántica. En base a este principio, o equipo de Spiropulu deseñou un sinxelo sistema para simular un orificio holográfico de vermes no que as propiedades dun sistema cuántico deseñado coinciden co esperado nun sistema de gravitación. Para realizar a simulación cuántica utilizouse unha computadora cuántica formada por un circuíto de nove qubits. Un qubit teletransportado polo procesador ten a mesma dinámica que ao atravesar un buraco de vermes.

O experimento revela o valor que poden ter os computadores cuánticos para probar as teorías da gravidade cuántica.