Una computadora cuántica predice la diversidad de futuros posibles, como Doctor Strange

Un equipo de investigadores de la Universidad Tecnológica de Nanyang, Singapur (NTU Singapur) y la Universidad de Griffith en Australia han construido un prototipo de dispositivo cuántico que puede generar todos los futuros posibles en una superposición simultánea.

"Cuando pensamos en el futuro, nos enfrentamos a una amplia gama de posibilidades", explicó a Phys.org el Profesor Asistente Mile Gu de NTU Singapur, quien lideró el desarrollo del algoritmo cuántico que sustenta el prototipo. Por ejemplo, incluso si solo tenemos dos posibilidades para elegir cada minuto, en menos de media hora hay 14 millones de futuros posibles. En menos de un día, el número supera el número de átomos en el universo".

Él y su grupo de investigación desarrollaron una computadora cuántica puede examinar todos los futuros posibles colocándolos en superposición simultánea, similar al famoso gato de Schrödinger, que está vivo y muerto a la vez.

Para realizar este esquema, unieron fuerzas con el grupo experimental dirigido por el profesor Geoff Pryde en la Universidad de Griffith. Juntos, el equipo implementó un procesador fotónico de información cuántica especialmente ideado, en el que los posibles resultados futuros de un proceso de decisión están representados por la ubicación de los fotones (partículas cuánticas de luz). Luego demostraron que el estado del dispositivo cuántico era una superposición de múltiples futuros potenciales, ponderados por la probabilidad.

En la película Avengers: Infinity War de 2018 , una escena mostraba al Dr. Strange buscando en 14 millones de futuros posibles para buscar una línea de tiempo única en la que los héroes saldrían victoriosos, como si fuera inspirada en este personaje la ayuda computadora cuántica puede realizar este proceso, sin embargo su desarrollo fue pensado gracias a un científico real: Richard Feynman.

"El funcionamiento de este dispositivo está inspirado en el premio Nobel Richard Feynman", dijo la Dra. Jayne Thompson, miembro del equipo de Singapur. "Cuando Feynman comenzó a estudiar física cuántica, se dio cuenta de que cuando una partícula viaja del punto A al punto B, no necesariamente sigue un solo camino. En cambio, recorre simultáneamente todos los caminos posibles que conectan los puntos. Nuestro trabajo amplía este fenómeno y los arneses. Para modelar futuros estadísticos ".

La máquina ya ha demostrado una aplicación: medir cuánto afecta nuestro sesgo hacia una elección específica en el presente en el futuro. "Nuestro enfoque es sintetizar una superposición cuántica de todos los futuros posibles para cada sesgo".

Farzad Ghafari, miembro del equipo experimental, detalló: "Al interferir entre sí en estas superposiciones, podemos evitar por completo ver cada posible futuro individualmente. De hecho, muchos algoritmos actuales de inteligencia artificial (IA) aprenden al ver cómo los pequeños cambios en su el comportamiento puede llevar a resultados futuros diferentes, por lo que nuestras técnicas pueden permitir que las IA mejoradas cuánticas aprendan el efecto de sus acciones de manera mucho más eficiente ".

El equipo toma nota mientras su prototipo actual simula la mayoría de los 16 futuros simultáneamente, el algoritmo cuántico subyacente puede en principio escalar sin límite.

"Esto es lo que hace que el campo sea tan emocionante", explicó Pryde. "Recuerda mucho a las computadoras clásicas en la década de 1960. Así como pocas pueden imaginar los muchos usos de las computadoras clásicas en la década de 1960, todavía estamos muy en la oscuridad sobre lo que pueden hacer las computadoras cuánticas. Cada descubrimiento de una nueva aplicación proporciona más impulso para su desarrollo tecnológico".

El trabajo se presentará en un próximo artículo en la revista Nature Communications.