Un agujero de gusano virtual podría potenciar la computación cuántica

Una nueva teoría propone crear un nuevo tipo de ordenador cuántico que no necesite intercambiar partículas para transmitir información. Sería como un agujero de gusano virtual capaz de fundir en su interior el tiempo y el espacio.

La física cuántica, y más particularmente la computación cuántica, están cada vez más enredadas en sus propios desarrollos y ofreciendo expectativas cada vez más curiosas y apasionantes, al mismo tiempo que desconcertantes.

Podemos decir incluso que la computación cuántica está viviendo en la actualidad un momento parecido al de la revolución Turing, cuando los desarrollos matemáticos de la primera mitad del siglo XX, puramente teóricos, permitieron con posterioridad el surgimiento de la informática moderna y de la Inteligencia Artificial, con todo el desarrollo tecnológico que eso supuso.

Un nuevo episodio de esta historia lo protagoniza ahora un físico cuántico y emprendedor llamado Hatim Salih, investigador en los laboratorios de tecnología de ingeniería cuántica (QET) de la Universidad de Bristol y cofundador de la empresa DotQuantum.

Rizando el rizo

Salih ha publicado en solitario un artículo en la revista Quantum Science and Technology en el que riza el rizo de lo que en teoría puede hacerse con las tecnologías cuánticas.

Las tecnologías cuánticas están emergiendo como el “El Dorado” de nuestros días: atraen 30.000 millones de dólares de financiación gubernamental, al ser consideradas estratégicas para la seguridad nacional y la macroeconomía. La computación y los sensores, ambos basados en principios cuánticos, son los pilares fundamentales de estas tecnologías.

Todas estas tecnologías giran en torno a tres principios cuánticos básicos: la superposición de estados, el entrelazamiento cuántico y la teletransportación.

Tres ejes cuánticos

La superposición de estados se emplea fundamentalmente en la computación cuántica, que utiliza cúbits (en vez de los bits de la computación ordinaria): esta unidad cuántica está en una superposición de cero y uno de manera simultánea, en vez arrastrar unos trenes interminables de unos y ceros (bits). Con los cúbits, el procesamiento de la información se realiza de manera más eficiente, a veces incluso exponencialmente más rápido.

La teletransportación es otro fenómeno cuántico que permite la increíble paradoja de enviar información de un lado a otro del espacio sin que la información recorra trayecto alguno.

Esta posibilidad se basa en otro fenómeno cuántico, conocido como entrelazamiento cuántico, mediante el cual dos partículas, por ejemplo fotones, que han estado unidas durante un tiempo, cuando se separan siguen comunicándose instantáneamente: cualquier cambio que se realice en una de ellas, se refleja en la otra aunque esté a kilómetros de distancia. De esta forma es posible “teletransportar” información de un lado a otro del espacio sin que realice recorrido alguno, lo que además la vuelve intocable para los hackers.

Cuña incorpórea

La nueva investigación realizada por Salih mete una cuña en estos desarrollos tecnológicos. Y no es muy complicado entenderla, al menos relativamente.

Lo que considera demostrado Salih es que es posible el “transporte incorpóreo contrafactual de un cúbit” en un ordenador cuántico, tal como explica en su artículo. Eso significa, según plantea, que es una opción tecnológica que perfecciona la teletransportación.

Viene a decir que para conseguir la telecomunicación cuántica ni siquiera es necesario enviar información tal como lo hace la teletransportación. Y no es telepatía.

Carta sin cartero

Según su teoría, la información puede circular sin un mensajero que la lleve encima (como una corriente de fotones que cruza una fibra óptica), por muy rápido que viaje entre dos puntos. A nivel cuántico, se puede enviar una carta sin cartero.

Dice que su sistema funciona como un agujero de gusano, otra hipótesis científica según la cual en el universo existen una especie de túneles espacio temporales a través de los cuales se puede viajar en el tiempo y llegar instantáneamente a otros sistemas solares.

A esa nueva tecnología, capaz, supuestamente, de conseguir el transporte incorpóreo contrafactual de un cúbit, Salih la ha llamado “contraportación”, tal como se explica en un comunicado, en oposición a la teleportación o teletransportación, una tecnología que ya se ha testado experimentalmente con resultados más que satisfactorios (por ejemplo, en las redes de criptografía cuántica ya implantadas en algunas ciudades como Madrid).

Ordenador cuántico

Lo que propone Salih de momento es algo meramente teórico, aunque razonablemente bien desarrollado, pero que, según indica, se puede comprobar experimentalmente en un ordenador cuántico.

Apoya su razonamiento en una investigación anterior, de la que ya informamos en otro artículo, que utilizó también un ordenador cuántico para crear un “agujero de gusano holográfico”.

Aunque ese experimento no creó un agujero de gusano real, permitió usar teletransportaciones entre cúbits para estudiar las conexiones entre los agujeros de gusano teóricos e incluso la buscada gravedad cuántica.

Agujero de gusano virtual

Salih propone repetir ese experimento, pero, en vez de usar la computación cuántica para simular la teletransportación, derivarla para simular su “contraportación incorpórea” creando también un análogo de agujero de gusano.

El problema es que todavía no tenemos un ordenador cuántico capaz de hacer esto, porque lo que pretende Salih necesita un tipo completamente nuevo de computación cuántica en la que los sistemas que se comunican no intercambian partículas.

Eso indica lo lejos que estamos de conseguir lo que prone Salih, pero no impide que podamos pensar en los posibles beneficios de esa tecnología: ese ordenador cuántico sin intercambio de partículas permitiría conseguir tareas imposibles, entre ellas fundir el espacio-tiempo en el interior de un agujero de gusano virtual, sin que sepamos, ni podamos imaginar siquiera, lo que pasaría en ese supuesto.

Frontera difusa

De momento, lo único real de lo que habla esta historia, una vez más, es de que la física cuántica es una frontera en la que la ciencia y la ficción se funden a efectos de nuestro entendimiento y desconcierto.

Aunque también es verdad que cada vez conocemos un poco mejor esa frontera: acabamos de registrar el momento en el que una perla de vidrio con millones de átomos, que es unas mil veces más pequeña que un grano de arena, comienza a comportarse con la dinámica cuántica.

¿A dónde nos va a llevar todo esto? Alan Turing dijo una vez una frase que en este contexto tecnológico mantiene toda su vigencia y confirma el paralelismo entre nuestra época y la suya: solo podemos ver poco del futuro, pero lo suficiente para darnos cuenta de lo mucho que hay todavía por hacer.

Referencia

From counterportation to local wormholes. Hatim Salih. Quantum Science and Technology, Volume 8, Number 2; 2 March 2023. DOI:10.1088/2058-9565/ac8ecd