Universet kan brukes som en superkraftig databehandlingsenhet som kan finne svar på superkomplekse problemer millioner av ganger raskere enn en hypotetisk kvantecomputer laget av et like stort antall atomer, ifølge matematikere i en artikkel i tidsskriftet Physical Review D.
“I dag tror vi at kvantedatamaskiner til slutt vil erstatte moderne elektroniske superdatamaskiner. Vi tenkte på et annet spørsmål - om menneskeheten kan skape noe enda kraftigere ved å bruke sorte hull og postulatene til kvantefeltteori, - sa Stephen Jordan (Stephen Jordan) fra National Institute of Standards and Technology (USA).
De siste årene har menneskeheten begynt å møte det faktum at mange beregningsproblemer ikke kan løses ved hjelp av moderne superdatamaskiner, selv ikke i en tid som kan sammenlignes med universets levetid. Disse inkluderer både rent vitenskapelige problemer - å beregne universets ekspansjonshastighet eller å avsløre den tredimensjonale formen av komplekse molekyler, og mange praktiske problemer, som fordelingen av trafikkstrømmer eller optimalisering av økonomien.
Mange av disse problemene kan løses ved å bruke to relativt nye tilnærminger til databehandling - ved hjelp av nevrale nettverk og kvantecomputere. Førstnevnte kan "filtrere ut" unødvendige data og redusere mengden behandlet informasjon betydelig, mens kraften til sistnevnte vokser eksponentielt når antall elementer øker.
Ifølge Jordan fikk fysikere og matematikere til å lure på hvor store slike maskiner kan lages, ved å lage de første "store" kvantecomputere, som består av flere titalls qubits. I prinsippet, som forskeren bemerker, forhindrer ingenting oppretting av en kvantecomputer som inkluderer alle atomene i Universet. Spørsmålet oppstår - hvor ubegrensede vil mulighetene være?
Selv en slik maskin, som beregningene til Jordan og hans kolleger viser, vil ikke være allmektig - for eksempel vil den eksakte bestemmelsen av den såkalte kosmologiske konstanten, vakuumets energitetthet, en nøkkelparameter i relativitetsteorien og moderne kosmologi, ta lenger tid enn hele universet eksisterer.
Dette faktum setter kosmologer foran det "uoppløselige" spørsmålet - hvorfor universet eksisterer og hvorfor rommet har de samme egenskapene på alle punkter, og hvordan det er mulig å bestemme hvor mange dimensjoner som finnes i det og hvilke verdier av den kosmologiske konstanten som er karakteristiske for hver av dem. Hvis universet ikke kunne "løse" dette problemet, ville det ha inhomogene egenskaper, noe som ikke observeres i virkeligheten.
Ifølge amerikanske matematikere kan svaret på denne gåten fås hvis vi betrakter hele universet som en slags “Einsteins” datamaskin som er i stand til å beregne hvordan universet oppfører seg i samsvar med prinsippene for relativitet og kvantefeltteori. Med andre ord må universet være i stand til å "beregne" seg selv for å eksistere i den formen vi observerer det i dag.
Kampanjevideo:
Ved hjelp av en lignende idé har forskere opprettet en algoritme som beregner verdiene til den kosmologiske konstanten med en nøyaktighet på 120 nuller etter desimalpunktet på bare en time ved hjelp av en kvantecomputer, ved hjelp av data samlet inn av teleskoper og andre vitenskapelige instrumenter når de observerer forskjellige typer felt som eksisterer i universet.
På samme måte er det ifølge Jordan og hans kolleger mulig å løse andre matematiske og statistiske problemer som ligger utenfor kraften til kvantecomputere, og som ikke bare berører historien om universets fødsel, men også mer vanlige problemer, inkludert de av kryptografisk art.
