Google abre la puerta a la física: su computador cuántico simula un agujero de gusano simplificado

La física entra en una nueva dimensión gracias a una simulación creada por Sycamore, el ordenador cuántico de Google. Con el trabajo de un equipo de científicos, se ha simulado un agujero de gusano simplificado, también conocido como puente de Einstein-Rosen.

Descritos originalmente por Albert Einstein y Nathan Rosen en 1935, estos agujeros de gusanos proporcionarían atajos entre diferentes puntos del espacio: son puentes espacio-tiempo que conectan dos agujeros negros en diferentes lugares.

Si en la ciencia ficción sirven de tránsito entre un lugar y otro, en el universo real no son transitables, y colapsarían rápidamente si algo intenta atraversarlos.

Sycamore, la computadora cuántica de Google, realizó la simulación con la labor de científicos encabezados por María Spiropulu, de Caltech.

La base del experimento de física cuántica

Spiropulu señala: “Encontramos un sistema cuántico que exhibe propiedades clave de un agujero de gusano gravitatorio, pero que es lo suficientemente pequeño para implementarlo en el hardware cuántico actual”.

“Este trabajo constituye un paso hacia un programa más amplio para probar la física de la gravedad cuántica, utilizando una computadora cuántica”.

La base del experimento es el principio holográfico, que intenta vincular las dos teorías que mejor explican cómo funciona el mundo: la mecánica cuántica y la relatividad general.

El principio holográfico postula que toda la información necesaria para describir la compleja realidad 3D en la que vivimos está codificada en una superficie 2D distante. Con ello, se establece un vínculo matemático entre la física clásica de la relatividad general y el mundo de la mecánica cuántica, en palabras del portal Singularity Hub.

La investigación de Spiropulu y compañeros, trabajando con la computadora de Google, consistió en usar el sistema cuántico en el procesador, alimentando una sola unidad de información cuántica (qubit), exhibiendo la misma dinámica que se esperaría al cruzar un agujero de gusano atravesable a escalas más grandes.

En otras palabras, el trabajo exploró la equivalencia de los agujeros de gusano con la teletransportación cuántica.

Fueron los primeros experimentos que prueban la idea de que la información que viaja de un punto del espacio a otro puede describirse en el lenguaje de la gravedad (los agujeros de gusano) o en el lenguaje de la física cuántica (entrelazamiento cuántico).

Spiropulu destaca que “la relación entre el entrelazamiento cuántico, el espacio-tiempo y la gravedad cuántica es una de las cuestiones más importantes de la física fundamental y un área activa de investigación teórica”.

“Estamos entusiasmados de dar este pequeño paso para probar estas ideas en hardware cuántico y seguiremos adelante”.