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Preguntas y respuestas: Seth Lloyd
Seth Lloyd, profesor de ingeniería mecánica en el MIT, se encuentra entre los pioneros de la computación cuántica: propuso el primer diseño tecnológicamente factible para una computadora cuántica. Si los humanos alguna vez construyen una computadora cuántica útil y de propósito general, le deberán mucho a Lloyd. A principios de este año, publicó una popular introducción a la teoría cuántica y la computación, titulada Programando el Universo , que avanzó la sorprendente tesis de que el universo es sí mismo una computadora cuántica.
Crédito: Ed Quinn
Revisión de tecnología: En su nuevo libro, es admirablemente explícito: escribe, El universo es indistinguible desde una computadora cuántica. ¿Cómo puede ser verdad?
Esta historia fue parte de nuestro número de julio de 2006
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Seth Lloyd: Sé que suena loco. Me disculpo cuando lo digo. Y las personas que han reseñado el libro lo toman como una metáfora. Pero es de hecho el caso. No podríamos construir computadoras cuánticas a menos que el universo fuera cuántico y informática. Podemos construir tales máquinas porque el universo está almacenando y procesando información en el reino cuántico. Cuando construimos computadoras cuánticas, estamos secuestrando esa computación subyacente para que haga las cosas que queremos: cálculos pequeños y / o no. Estamos pirateando el universo.
TR: Se puede perdonar a tus críticos por pensar que escribiste metafóricamente. En todas las épocas, los científicos han comparado el universo con la tecnología más complicada que conocían. Newton pensó que el universo era como un reloj.
SL: Podría ser más directo: Lloyd construye computadoras cuánticas; por tanto, Lloyd piensa que el universo es una computadora cuántica. Pero creo que eso es injusto.
TR: Es famoso por creer en él desde bit: es decir, que la información es una propiedad física del universo, y esa información genera información más compleja y, con ella, todo el mundo fenoménico.
SL: Imagínese el electrón, que utiliza una computadora común para almacenar datos. ¿Cómo puede tener información asociada? El electrón puede estar aquí o allá. Entonces registra un poco de información, una de dos posibilidades: encendido o apagado.
TR: Claro, pero ¿cómo influye la cantidad de información aumento ?
SL: Si está buscando lugares donde las leyes de la física permitan inyectar información en el universo, entonces debe buscar en la mecánica cuántica. La mecánica cuántica tiene un proceso llamado decoherencia, que tiene lugar durante la medición, por ejemplo. Un qubit [o bit cuántico] que estaba, extrañamente, ambos aquí y de repente hay aquí o allí. Se ha agregado información al universo.
TR: ¿Y por qué el universo tiende a la complejidad?
SL: Esta noción del universo como una computadora cuántica gigante te ofrece algo nuevo e importante que no obtienes de las leyes ordinarias de la física. Si miras hacia atrás 13,8 mil millones de años hasta el comienzo del universo, el estado inicial era extremadamente simple, solo requería unos pocos bits para describirlo. Pero veo en su mesa una orquídea intrincada y muy hermosa, donde el infierno ¿De dónde provino toda esa información compleja? Las leyes de la física guardan silencio sobre este tema. No tienen explicación. No encierran algún anhelo de complejidad.
TR: [Totalmente desconcertado] Mmm …
SL: ¿Podría el universo haber surgido de una total aleatoriedad? No. Si imaginamos que cada partícula elemental fue un mono escribiendo desde que el tiempo comenzó a la máxima velocidad permitida por las leyes de la física, el tramo más largo de Aldea que se pudo haber generado es algo así como Ser o no ser, que es el -. Pero imagina monos escribiendo en ordenadores que reconocen el galimatías aleatorio como un programa. La teoría de la información algorítmica muestra que existen programas cortos de apariencia aleatoria que pueden hacer que una computadora escriba todas las leyes de la física. Entonces, para que el universo sea complejo, necesita una generación aleatoria y necesita algo para procesar esa información de acuerdo con algunas reglas simples: en otras palabras, una computadora cuántica.
TR: De manera más práctica: ¿qué tan lejos estamos de las aplicaciones comerciales ampliamente utilizadas de la computación cuántica?
SL: Hoy en día, la computadora cuántica de uso general más grande tiene solo una docena de bits. Así que estamos al menos a una o dos décadas de distancia. Pero ya hemos construido computadoras cuánticas que simulan otros sistemas cuánticos: podría llamarlos cuánticos cosa análoga ordenadores. Estas pequeñas máquinas pueden realizar cálculos que requerirían una computadora ordinaria más grande que el universo.
TR: ¿Cuál es la próxima gran cosa que debe hacerse en computación cuántica?
SL: Desde el punto de vista tecno-geek, experimentalista, es la pacificación del mundo cuántico microscópico. Es el Salvaje Oeste ahí abajo.
TR: Programando el Universo concluye con una nota personal. Describe cómo su amigo Heinz Pagels, un físico de renombre, murió mientras caminaba con usted en Colorado. Encuentra algún consuelo en tu teoría de la computación cuántica universal: pero no lo hemos perdido del todo. Mientras vivió, Heinz programó su propia parte del universo. El cálculo resultante se desarrolla en nosotros y a nuestro alrededor ...
SL: Bueno, es un consuelo bastante pobre cuando alguien a quien amas está muerto. Pero es un verdadero consuelo que la idea de que algún día te encuentres con él en el cielo.