Un ordenador cuántico crea la primera simulación de un agujero de gusano

Los agujeros de gusano, también conocidos como puentes de Einstein-Rosen (en honor a los dos físicos que los describieron, Albert Einstein y Nathan Rosen), proporcionarían atajos entre diferentes puntos del espacio. El pasaje se describe como una estructura que conecta dos partes distantes en el espacio-tiempo, actuando como un atajo de una a la otra. Y los puntos pueden estar a miles de millones de años luz de distancia. Estos portales teóricos han sido creados ahora dentro de un ordenador cuántico y podrían conducir a la primera observación de uno no simulado como este, sino en el espacio.

Ha sido gracias a un equipo colaborativo de investigadores en los EE. UU. quienes crearon un agujero de gusano holográfico y enviaron un mensaje a través de él. Este es el primer informe conocido de una simulación cuántica de un agujero de gusano holográfico en un procesador cuántico.

Los investigadores emplearon el ordenador cuántico Sycamore de Google para simular un agujero de gusano holográfico. El equipo de investigación dirigido por Maria Spiropulu en el Instituto de Tecnología de California realizó esta simulación de un sistema cuántico compuesto por nueve bits cuánticos (qubits) y vio que el mensaje que enviaban a través de una mitad aparecía en la otra sin codificar.

El qubit se movió a través de la teletransportación cuántica, un proceso mediante el cual se puede enviar información sobre estados cuánticos entre dos partículas distantes pero entrelazadas cuánticamente.

“Encontramos un sistema cuántico que exhibe propiedades clave de un agujero de gusano gravitacional, pero que es lo suficientemente pequeño para implementarlo en el hardware cuántico actual”, dijo la física de Caltech Maria Spiropulu en un comunicado de prensa.

Este experimento realizado en el dispositivo procesador cuántico Sycamore de Google abre las puertas a futuros experimentos con computadoras cuánticas para probar ideas de la teoría de cuerdas y la física gravitacional.

“La relación entre el entrelazamiento cuántico, el espacio-tiempo y la gravedad cuántica es una de las cuestiones más importantes de la física fundamental y un área activa de investigación teórica. Estamos entusiasmados de dar este pequeño paso para probar estas ideas en hardware cuántico y seguiremos adelante”, concluyen los investigadores.

Opiniones de expertos

“Es un artículo muy interesante que muestra cómo los prototipos de los ordenadores cuánticos existentes o los que se van a construir en el futuro próximo pueden convertirse en una herramienta clave para abordar cuestiones fundamentales. El experimento que se presenta en el artículo es todavía muy básico para poder responder esas cuestiones. Por ejemplo, el prototipo que utiliza no es más potente que los superordenadores que tenemos a nuestra disposición. Aun así, es un paso importante en esa dirección”, explica a Science Media Centre Ignacio Cirac, director de la División de Teoría del Instituto Max-Planck de Óptica Cuántica en Garching (Alemania).

“Otra cuestión relevante y que es importante destacar es que el experimento no crea un agujero de gusano gravitatorio, sino que hace una simulación. Por otro lado, hay un enorme interés en la comunidad científica en este tipo de simulaciones ya que pueden arrojar información de cómo se comportan los agujeros negros, en especial, cuando los estudiamos bajo la perspectiva de la física cuántica”, aclara el experto.