Ciencia 

Crean un dispositivo cuántico capaz de prever hasta dieciseis futuros alternativos

Semeja cosa de ciencia ficción, mas se trata de un cauteloso experimento de laboratorio. Uno que ha tolerado a un equipo internacional de estudiosos crear un dispositivo que es capaz de adelantar hasta dieciseis futuros posibles merced al empleo de la Superposición Cuántica, un principio conforme el que una partícula subatómica, por servirnos de un ejemplo un electrón, existe al tiempo en sus posibles estados hasta el momento en que es observada, instante en que se «materializa» en un estado específico.

Los estudiosos, del Centro Griffith de Activa Cuántica de la Universidad de Brisbane, en Australia, y la Escuela de Ciencias Físicas y Matemáticas de la Universidad Tecnológica de Nanyang, en Singapur, explican en un artículo recién publicado en Nature Communications que su prototipo es capaz de pronosticar todos y cada uno de los futuros posibles para un instante dado, como un buen número de realidades opciones alternativas, que medran, se separan y se multiplican conforme se extienden cara el futuro.

«Cuando pensamos en el futuro -explica el maestro Mile Gu, que desarrolló el algoritmo cuántico que hace marchar el dispositivo- nos encaramos a una extensa gama de posibilidades. Y esas posibilidades medran de forma exponencial conforme avanzamos cara el futuro. Por servirnos de un ejemplo, aun si solo tuviésemos 2 posibilidades de elección por cada minuto que pasa, en menos de media hora habría catorce millones de futuros posibles. En menos de un día, su número superaría al de todos y cada uno de los átomos del Cosmos». Mas Gu y sus colegas se percataron de que no era preciso examinar uno por uno todos esos futuros posibles, sino un dispositivo cuántico podía examinarlos todos al tiempo si los ponía en una superposición cuántica.

La Superposición cuántica está de manera estrecha relacionada con otros conceptos, como el de «dualidad onda-partícula», conforme el que las partículas subatómicas pueden portarse como ondas o bien como partículas específicas conforme la clase de medición que se esté efectuando.

La idea podría facilitarse pensando que lanzamos una moneda al aire. Ya antes de revisar si ha salido cara o bien cruz, podríamos decir que la moneda se halla, potencialmente, en esos 2 estados al unísono. Como es natural, en un caso así tratamos con una probabilidad parcialmente fácil y que resulta simple de pronosticar en un largo plazo. Mas cuando el sistema no es tan simple y tiene más variables (y no solo 2, como son la cara o bien la cruz de una moneda), las estadísticas se vuelven poco a poco más complejas. Y ahí es, exactamente, donde la Mecánica Cuántica asiste en ayuda de los estudiosos, permitiéndoles solucionar (y prever) los estados finales más probables.

El dispositivo cuántico desarrollado por los científicos resulta, como es natural, algo más difícil. En verdad, es capaz de examinar todos y cada uno de los futuros posibles, colocándolos en una superposición cuántica muy afín a la del insigne gato de Schröedinger, el experimento (teorético), en el que un gato encerrado en una caja al lado de un veneno está, al tiempo, vivo y fallecido. Mientras que la caja esté cerrada, de hecho, el gato va a tener las mismas probabilidades (en un caso así un cincuenta por ciento ) de estar vivo que de estar fallecido. Solo al abrir la caja su estado se concretará en uno de los 2 posibles.

En el dispositivo creado por los estudiosos, no obstante, un procesador de información cuántica representa los estados futuros de un proceso usando la localización de fotones (partículas de luz), para crear ahora una superposición de todas y cada una de las trayectorias posibles en las que el sistema podría evolucionar. Algo que dejó al equipo de estudiosos prever y equiparar todos y cada uno de los posibles futuros estadísticos.

«El funcionamiento de este dispositivo -explica Jayne Thompson, una de las firmantes del estudio-está inspirado en el Premio Nobel Richard Feynman. Cuando Feynman comenzó a estudiar física cuántica, se fio cuenta de que en el momento en que una partícula viaja desde el punto A hasta el punto B, no prosigue necesariamente un solo camino. Al contrario, recorre simultáneamente todos y cada uno de los caminos posibles que conectan los dos puntos. Nuestro trabajo extiende ese fenómeno y lo aprovecha para modelar futuros estadísticos».

El excepcional prototipo, además de esto, ya ha probado una aplicación concreta: medir de qué forma el propio corte del experimentador cara un resultado particular medido en el presente podría impactar en el futuro.

«Nuestro enfoque -explica Farzad Ghafari, primer firmante de la investigación- es sintetizar una superposición cuántica de todos y cada uno de los futuros posibles que pueden derivarse de cada corte. Al interferir esas superposiciones entre sí, podemos eludir completamente la necesidad de ver cada posible futuro de forma individual. En verdad, muchos algoritmos actuales de Inteligencia Artificial aprenden a ver de qué manera pequeños cambios en su comportamiento pueden llevar a diferentes resultados futuros, con lo que nuestras técnicas pueden dejar que las Inteligencias Artificiales cuánticas mejoradas aprendan de una manera considerablemente más eficaz cuál es el efecto de sus aciiones».

El equipo, además de esto, se percató de que si bien su prototipo actual fue capaz de simular al tiempo la mayor parte de los dieciseis futuros posibles de su experimento, el algoritmo cuántico subyaciente tiene, de entrada, la posibilidad de escalar esa cantidad sin límite alguno. «Esto es lo que hace de este campo algo tan apasionante -asegura por su lado Geoff J. Pryde, otro de los autores del artículo de Nature Communications-. En cierta forma, recuerda mucho a las computadores de la década de mil novecientos sesenta, cuando poquísimos eran capaces de imaginar los muchos usos que tendrían después las computadoras. De igual forma, el día de hoy estamos todavía a oscuras sobre lo que van a poder hacer las computadoras cuánticas. Cada descubrimiento de una nueva aplicación da nuevo impulso para su desarrollo».

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