Ciencias

Físicos crean un «agujero de gusano holográfico» dentro de una computadora cuántica

    (inqnet/A. Mueller (Caltech))

(inqnet/A. Mueller (Caltech))

Los investigadores han creado un «agujero de gusano holográfico» dentro de una computadora cuántica por primera vez.

El innovador experimento permitirá a los científicos explorar las formas en que interactúan los agujeros de gusano teóricos y la física cuántica, y podría ayudar a resolver algunas de las partes más difíciles y confusas de la ciencia.

El agujero de gusano es teórico: los investigadores no produjeron una grieta real en el espacio y el tiempo. Pero la creación experimental de una computadora cuántica, que vio un mensaje enviado entre dos agujeros negros simulados, permite a los científicos explorar cómo podrían funcionar después de casi 100 años de teoría.

Los agujeros de gusano son puentes a través del espacio que conectan dos partes distantes del cosmos. No se han visto, pero los científicos han especulado durante años sobre su existencia y cómo podrían funcionar.

Más recientemente, los investigadores han sugerido que podrían estar conectados con la física cuántica. Un fenómeno inusual en el que dos partículas se pueden unir a grandes distancias, conocido como entrelazamiento cuántico, podría ser tan grande como los agujeros de gusano, que los científicos han estado buscando durante años, según han sugerido recientemente los investigadores.

E incluso más recientemente, en 2017, los investigadores sugirieron que la conexión entre la física cuántica y los agujeros de gusano podría ir aún más allá: podrían estar conectados con la idea de los agujeros de gusano atravesables a través de los cuales puede viajar la energía. Podría ser similar a la teletransportación cuántica, donde la información se envía a través del espacio mediante el entrelazamiento cuántico, que se ha demostrado en la vida real.

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En un nuevo estudio, los investigadores combinan estos conceptos. Es una prueba experimental de la idea de que es posible ver información viajando por el espacio, ya sea en forma de gravedad, como un agujero de gusano, o en física cuántica y entrelazamiento cuántico.

Para hacer esto, los científicos tomaron un qubit, el equivalente cuántico de «bits», que representan los componentes básicos de las computadoras convencionales, y lo observaron emerger de otro sistema. Viajó entre dos sistemas diferentes a través de la teletransportación cuántica.

En otras palabras, la información cuántica pudo pasar a través de un agujero de gusano transitable. Se comportó como se esperaba en términos de gravedad y física cuántica, informan los investigadores.

El experimento, y las computadoras cuánticas en general, aún se encuentran en una etapa relativamente básica. En el futuro, los investigadores esperan continuar probando las ideas con hardware cuántico más avanzado que permita experimentos más complejos.

«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», dice Maria Spiropulu, quien dirigió la investigación. «Estamos emocionados de dar este pequeño paso para probar estas ideas con hardware cuántico y continuaremos haciéndolo».

Los hallazgos se informan en un nuevo artículo, «Dinámica de agujeros de gusano transitables en un procesador cuántico», que se publicó Naturaleza.

Antonio Calzadilla

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