L'universo può essere utilizzato come un dispositivo di elaborazione super potente in grado di trovare risposte a problemi super complessi milioni di volte più velocemente di un ipotetico computer quantistico composto da un numero altrettanto elevato di atomi, secondo i matematici in un articolo sulla rivista Physical Review D.
“Oggi crediamo che i computer quantistici alla fine sostituiranno i moderni supercomputer elettronici. Abbiamo pensato a un'altra domanda - se l'umanità può creare qualcosa di ancora più potente, usando i buchi neri e i postulati della teoria quantistica dei campi , ha detto Stephen Jordan (Stephen Jordan) del National Institute of Standards and Technology (USA).
Negli ultimi anni, l'umanità ha iniziato ad affrontare il fatto che molti problemi computazionali non possono essere risolti con l'aiuto dei moderni supercomputer, anche per un tempo paragonabile alla vita dell'Universo. Questi includono sia problemi puramente scientifici - calcolare il tasso di espansione dell'universo o rivelare la forma tridimensionale di molecole complesse, sia molti problemi pratici, come la distribuzione dei flussi di traffico o l'ottimizzazione dell'economia.
Molti di questi problemi possono essere risolti utilizzando due approcci relativamente nuovi all'elaborazione: utilizzando reti neurali e computer quantistici. Il primo può "filtrare" i dati non necessari e ridurre significativamente la quantità di informazioni elaborate, mentre il potere del secondo cresce esponenzialmente all'aumentare del numero dei loro elementi.
Secondo Jordan, la creazione dei primi computer quantistici "grandi", costituiti da diverse dozzine di qubit, ha fatto sì che fisici e matematici si chiedessero quanto fossero grandi queste macchine. In linea di principio, come osserva lo scienziato, nulla impedisce la creazione di un computer quantistico che includa tutti gli atomi dell'Universo. La domanda sorge spontanea: quanto saranno illimitate le sue possibilità?
Anche una macchina del genere, come dimostrano i calcoli di Jordan e dei suoi colleghi, non sarà onnipotente: ad esempio, la determinazione esatta della cosiddetta costante cosmologica, la densità di energia del vuoto, un parametro chiave della teoria della relatività e della cosmologia moderna, richiederà più tempo di quanto l'intero universo esista.
Questo fatto pone i cosmologi di fronte a una domanda "insolubile": perché l'Universo esiste e perché lo spazio ha le stesse proprietà in tutti i suoi punti, e come è possibile determinare quante dimensioni esistono in esso e quali valori della costante cosmologica sono caratteristici di ciascuna di esse. Se l'Universo non potesse "risolvere" questo problema, allora avrebbe proprietà disomogenee, che non si osservano nella realtà.
Secondo i matematici americani, la risposta a questo enigma può essere ottenuta se consideriamo l'intero Universo come una sorta di computer di “Einstein” in grado di calcolare come si comporta l'universo secondo i principi della relatività e della teoria quantistica dei campi. In altre parole, l'Universo deve essere in grado di "calcolare" se stesso per esistere nella forma in cui lo osserviamo oggi.
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Utilizzando un'idea simile, gli scienziati hanno creato un algoritmo in grado di calcolare i valori della costante cosmologica con un'accuratezza di 120 zeri dopo il punto decimale in appena un'ora utilizzando un computer quantistico, utilizzando i dati raccolti da telescopi e altri strumenti scientifici durante l'osservazione di vari tipi di campi che esistono nell'universo.
In modo simile, secondo Jordan e i suoi colleghi, è possibile risolvere altri problemi matematici e statistici che esulano dal potere dei computer quantistici, riguardanti non solo la storia della nascita dell'universo, ma anche problemi più ordinari, compresi quelli di natura crittografica.
