Vesmír možno použiť ako super výkonné výpočtové zariadenie schopné nájsť odpovede na superkomplexné problémy miliónkrát rýchlejšie ako hypotetický kvantový počítač vyrobený z rovnako veľkého počtu atómov, tvrdia matematici v článku v časopise Physical Review D.
„Dnes veríme, že kvantové počítače nakoniec nahradia moderné elektronické superpočítače. Zamysleli sme sa nad ďalšou otázkou - môže ľudstvo pomocou čiernych dier a postulátov kvantovej teórie poľa vytvoriť niečo ešte silnejšie, “uviedol Stephen Jordan z Národného inštitútu pre štandardy a technológie (USA).
V posledných rokoch sa ľudstvo začalo stretávať s tým, že pomocou moderných superpočítačov nie je možné vyriešiť mnoho výpočtových problémov pomocou moderných superpočítačov, a to ani v obdobiach porovnateľných so životnosťou vesmíru. Patria sem oba čisto vedecké problémy - výpočet rýchlosti rozpínania vesmíru alebo odhalenie trojrozmerného tvaru zložitých molekúl a mnoho praktických problémov, ako je distribúcia dopravných tokov alebo optimalizácia ekonomiky.
Mnoho z týchto problémov je možné vyriešiť pomocou dvoch relatívne nových prístupov k počítaču - pomocou neurónových sietí a kvantových počítačov. Prvé môžu „odfiltrovať“nepotrebné údaje a významne znížiť množstvo spracovaných informácií, zatiaľ čo výkonnosť druhých rastie exponenciálne so zvyšujúcim sa počtom ich prvkov.
Podľa Jordana vytvorenie prvých „veľkých“kvantových počítačov pozostávajúcich z niekoľkých desiatok qubitov spôsobilo, že fyzici a matematici sa pýtali, aké veľké sú také stroje. V zásade, ako poznamenáva vedec, nič nebráni vytvoreniu kvantového počítača, ktorý obsahuje všetky atómy vesmíru. Vyvstáva otázka - aké neobmedzené budú jeho možnosti?
Ani taký stroj, ako ukazujú výpočty Jordan a jeho kolegov, nebude všemocný - napríklad presné stanovenie takzvanej kozmologickej konštanty, energetická hustota vákua, kľúčový parameter teórie relativity a modernej kozmológie, bude trvať dlhšie, ako bude existovať celý vesmír.
Táto skutočnosť dáva kozmológom pred „neriešiteľnú“otázku - prečo Vesmír existuje a prečo má vesmír vo všetkých svojich bodoch rovnaké vlastnosti a ako je možné určiť, koľko dimenzií v ňom existuje a aké hodnoty kozmologickej konštanty sú pre každý z nich charakteristické. Ak by vesmír nemohol „vyriešiť“tento problém, potom by mal nehomogénne vlastnosti, čo sa v skutočnosti nepozoruje.
Podľa amerických matematikov možno odpoveď na túto hádanku získať, ak budeme celý vesmír považovať za akýsi „Einsteinov“počítač schopný vypočítať, ako sa vesmír správa v súlade s princípmi relativity a teórie kvantového poľa. Inými slovami, Vesmír musí byť schopný sám sa „vypočítať“, aby mohol existovať v podobe, v akej ho pozorujeme dnes.
Propagačné video:
S využitím podobného nápadu vytvorili vedci algoritmus, ktorý dokáže pomocou kvantového počítača vypočítať hodnoty kozmologickej konštanty s presnosťou 120 núl za desatinnou čiarkou len za hodinu za použitia údajov zhromaždených ďalekohľadmi a inými vedeckými prístrojmi pri pozorovaní rôznych typov polí, ktoré existujú vo vesmíre.
Podobným spôsobom je podľa Jordana a jeho kolegov možné vyriešiť aj ďalšie matematické a štatistické problémy, ktoré sú nad sily kvantových počítačov a týkajú sa nielen histórie zrodu vesmíru, ale aj bežných problémov vrátane problémov kryptografického charakteru.