A matematikusok a Physical Review D folyóiratban megjelent cikk szerint az univerzumot szupererős számítási eszközként lehet használni, amely milliószor gyorsabban képes választ találni a szuperkomplex problémákra, mint egy ugyanolyan sok atomból álló hipotetikus kvantum számítógép.
„Ma úgy gondoljuk, hogy a kvantumszámítógépek végül felváltják a modern elektronikus szuperszámítógépeket. Elgondolkodtunk egy másik kérdésen: vajon az emberiség létrehozhat-e még valami erősebbet a fekete lyukak és a kvantumtérelmélet posztulátumai felhasználásával”- mondta Stephen Jordan, a Nemzeti Szabványügyi és Technológiai Intézet (USA) munkatársa.
Az elmúlt években az emberiség kezdett szembesülni azzal a ténnyel, hogy számos számítási problémát nem lehet megoldani modern szuperszámítógépekkel, még az Univerzum élettartamához hasonló ideig sem. Ezek magukban foglalják a pusztán tudományos problémákat - a világegyetem tágulási sebességének kiszámítását vagy a komplex molekulák háromdimenziós alakjának feltárását, és számos gyakorlati problémát, például a forgalom áramlásának elosztását vagy a gazdaság optimalizálását.
E problémák közül sok megoldható a számítás két, viszonylag új megközelítésével - neurális hálózatok és kvantum számítógépek alkalmazásával. Az előbbiek képesek „kiszűrni” a felesleges adatokat és jelentősen csökkenteni a feldolgozott információk mennyiségét, míg az utóbbiak ereje hatványozottan növekszik, ahogy az elemek száma növekszik.
Jordan szerint az első "nagy" kvantumszámítógépek létrehozása, amely több tucat qubitból áll, elgondolkodtatta a fizikusokat és a matematikusokat, hogy mekkora ilyen gépeket lehet gyártani. Elvileg, amint a tudós megjegyzi, semmi sem akadályozza meg az univerzum összes atomját magába foglaló kvantum számítógép létrehozását. Felmerül a kérdés - mennyire lesznek korlátlanok a lehetőségei?
Még egy ilyen gép sem, amint azt Jordan és munkatársai számításai mutatják, nem lesz mindenható - például az úgynevezett kozmológiai állandó, a vákuum energiasűrűségének pontos meghatározása, amely a relativitáselmélet és a modern kozmológia elméletének egyik legfontosabb paramétere, tovább tart, mint az egész világegyetem.
Ez a tény a kozmológusokat egy "oldhatatlan" kérdés elé helyezi - miért létezik az Univerzum, és miért van az űrnek minden pontján ugyanazok a tulajdonságai, és hogyan lehet meghatározni, hogy hány dimenzió létezik benne, és a kozmológiai állandó értékei mindegyikre jellemzőek-e. Ha az Univerzum nem tudná "megoldani" ezt a problémát, akkor inhomogén tulajdonságai lennének, ami a valóságban nem figyelhető meg.
Amerikai matematikusok szerint erre a találós kérdésre akkor kaphatunk választ, ha az egész Univerzumot egyfajta "Einstein" számítógépnek tekintjük, amely képes kiszámolni az univerzum viselkedését a relativitáselmélet és a kvantumtérelmélet elveinek megfelelően. Más szavakkal, az Univerzumnak képesnek kell lennie arra, hogy "kiszámolja" önmagát, hogy abban a formában létezhessen, amelyben ma megfigyeljük.
Promóciós videó:
Hasonló ötlet felhasználásával a tudósok létrehoztak egy olyan algoritmust, amely kvantumszámítógép segítségével képes kiszámolni a kozmológiai állandó értékeit a tizedespont utáni 120 nulla pontossággal, mindössze egy óra alatt, teleszkópokkal és más tudományos eszközökkel összegyűjtött adatok felhasználásával, amikor megfigyeli az univerzumban létező különféle típusú mezőket.
Hasonló módon, Jordan és munkatársai szerint lehetséges megoldani olyan egyéb matematikai és statisztikai problémákat is, amelyek meghaladják a kvantumszámítógépek erejét, és amelyek nemcsak a világegyetem születésének történetére vonatkoznak, hanem hétköznapibb problémákra is, beleértve a kriptográfiai jellegű problémákat is.