Vesolje se lahko uporablja kot izjemno zmogljiva računalniška naprava, ki lahko milijonekrat hitreje najde odgovore na superkompleksne probleme kot hipotetični kvantni računalnik iz enako velikega števila atomov, pravijo matematiki v članku v reviji Physical Review D.
»Danes verjamemo, da bodo kvantni računalniki sčasoma nadomestili sodobne elektronske superračunalnike. Razmišljali smo o drugem vprašanju - ali lahko človeštvo ustvari nekaj še močnejšega s črnimi luknjami in postulati kvantne teorije polja, «je dejal Stephen Jordan iz Nacionalnega inštituta za standarde in tehnologijo (ZDA).
V zadnjih letih se človeštvo začne soočati z dejstvom, da številnih računskih problemov ni mogoče rešiti s pomočjo sodobnih superračunalnikov, niti za čas, ki je primerljiv z življenjem vesolja. Sem spadajo tako povsem znanstveni problemi - izračun hitrosti širjenja vesolja ali razkrivanje tridimenzionalne oblike zapletenih molekul kot številni praktični problemi, kot sta porazdelitev prometnih tokov ali optimizacija gospodarstva.
Mnogo teh težav je mogoče rešiti z dvema razmeroma novima pristopoma k računalništvu - z uporabo nevronskih mrež in kvantnih računalnikov. Prvi lahko "odfiltrirajo" nepotrebne podatke in znatno zmanjšajo količino obdelanih informacij, medtem ko moč drugih eksponentno narašča s povečanjem števila njihovih elementov.
Po besedah Jordana je zaradi ustvarjanja prvih "velikih" kvantnih računalnikov, sestavljenih iz več deset kubitov, fizike in matematike zanimalo, kako velike so lahko takšni stroji. Kot pravi znanstvenik, načeloma nič ne preprečuje ustvarjanja kvantnega računalnika, ki vključuje vse atome Vesolja. Postavlja se vprašanje - kako neomejene bodo njegove možnosti?
Tudi taka naprava, kot kažejo izračuni Jordana in njegovih kolegov, ne bo vsemogočna - na primer natančna določitev tako imenovane kozmološke konstante, gostote energije vakuuma, ključnega parametra teorije relativnosti in sodobne kozmologije, bo trajala dlje, kot obstaja celotno vesolje.
To dejstvo postavlja kozmologe pred "nerešljivo" vprašanje - zakaj Vesolje obstaja in zakaj ima prostor na vseh točkah enake lastnosti ter kako je mogoče ugotoviti, koliko dimenzij v njem obstaja in katere vrednosti kozmološke konstante so značilne za vsakega od njih. Če vesolje tega problema ne bi moglo "rešiti", bi imelo nehomogene lastnosti, kar v resnici ni opaziti.
Po mnenju ameriških matematikov je odgovor na to uganko mogoče dobiti, če celotno vesolje obravnavamo kot nekakšen "Einsteinov" računalnik, ki je sposoben izračunati, kako se vesolje obnaša v skladu z načeli teorije relativnosti in kvantne teorije polja. Z drugimi besedami, vesolje mora biti sposobno "izračunati" samo sebe, da lahko obstaja v obliki, v kateri ga opazujemo danes.
Promocijski video:
Z uporabo podobne ideje so znanstveniki ustvarili algoritem, s katerim lahko v samo eni uri s pomočjo kvantnega računalnika izračunajo vrednosti kozmološke konstante z natančnostjo 120 nič za decimalno vejico, pri čemer uporabljajo podatke, zbrane s teleskopi in drugimi znanstvenimi instrumenti, pri opazovanju različnih vrst polj, ki obstajajo v vesolju.
Podobno je po mnenju Jordana in njegovih sodelavcev mogoče rešiti druge matematične in statistične probleme, ki so zunaj moči kvantnih računalnikov, ki se nanašajo ne samo na zgodovino rojstva vesolja, ampak tudi na bolj običajne probleme, vključno s kriptografsko naravo.