Visata gali būti naudojama kaip itin galingas skaičiavimo įrenginys, galintis milijonus kartų greičiau rasti atsakymus į itin sudėtingas problemas nei hipotetinis kvantinis kompiuteris, pagamintas iš vienodai daugybės atomų, teigia matematikai žurnalo „Physical Review D“straipsnyje.
„Šiandien mes tikime, kad kvantiniai kompiuteriai ilgainiui pakeis šiuolaikinius elektroninius superkompiuterius. Mes pagalvojome apie kitą klausimą - ar žmonija gali sukurti ką nors dar galingesnio, panaudodama juodąsias skyles ir kvantinio lauko teorijos postulatus “, - sakė Stephenas Jordanas (Stephenas Jordanas) iš Nacionalinio standartų ir technologijos instituto (JAV).
Pastaraisiais metais žmonija pradėjo susidurti su tuo, kad daugelio skaičiavimo problemų negalima išspręsti naudojant šiuolaikinius superkompiuterius, net tam tikrą laiką, lyginamą su Visatos gyvenimu. Tai apima tiek grynai mokslines problemas - visatos išsiplėtimo greičio apskaičiavimą ar sudėtingų molekulių erdvinės formos atskleidimą, tiek daug praktinių problemų, tokių kaip transporto srautų pasiskirstymas ar ekonomikos optimizavimas.
Daugelį šių problemų galima išspręsti taikant du palyginti naujus skaičiavimo metodus - naudojant neuroninius tinklus ir kvantinius kompiuterius. Pirmieji gali „išfiltruoti“nereikalingus duomenis ir žymiai sumažinti apdorojamos informacijos kiekį, o antrosios galia auga eksponentiškai, nes didėja jų elementų skaičius.
Pasak Jordanijos, sukūrus pirmuosius „didelius“kvantinius kompiuterius, susidedančius iš kelių dešimčių kubitų, fizikai ir matematikai privertė susimąstyti, kokias dideles tokias mašinas galima pagaminti. Iš esmės, kaip pažymi mokslininkas, niekas netrukdo sukurti kvantinį kompiuterį, apimančią visus Visatos atomus. Kyla klausimas - kiek beribės bus jo galimybės?
Net tokia mašina, kaip rodo Jordanijos ir jo kolegų skaičiavimai, nebus visagalis - pavyzdžiui, tikslus vadinamosios kosmologinės konstantos, vakuumo energijos tankio nustatymas, pagrindinis reliatyvumo teorijos ir šiuolaikinės kosmologijos parametras, užtruks ilgiau, nei egzistuoja visa visata.
Šis faktas kelia kosmologus prieš „neištirpstantį“klausimą - kodėl Visata egzistuoja ir kodėl visuose taškuose erdvė turi tas pačias savybes ir kaip įmanoma nustatyti, kiek joje egzistuoja matmenų ir kokios kosmologinės konstantos vertės yra būdingos kiekvienam iš jų. Jei Visata negalėtų „išspręsti“šios problemos, tai ji turėtų nehomogeninių savybių, kurių realybėje nepastebima.
Pasak amerikiečių matematikų, atsakymą į šią mįslę galima gauti, jei visą Visatą laikysime savotišku „Einšteino“kompiuteriu, galinčiu apskaičiuoti, kaip visata elgiasi pagal reliatyvumo teorijos ir kvantinio lauko teorijos principus. Kitaip tariant, Visata turi sugebėti „apskaičiuoti“save, kad egzistuotų tokia forma, kokia ją šiandien stebime.
Reklaminis vaizdo įrašas:
Naudodamiesi panašia idėja, mokslininkai sukūrė algoritmą, kuris, naudodamas kvantinį kompiuterį, naudodamas teleskopų ir kitų mokslinių prietaisų surinktus duomenis stebėdamas įvairius visatos laukus, gali apskaičiuoti kosmologinės konstantos vertes 120 nulių tikslumu po kablelio po kablelio vos per valandą, naudodamas kvantinį kompiuterį.
Panašiu būdu, anot Jordanijos ir jo kolegų, galima išspręsti kitas matematines ir statistines problemas, kurios nepriklauso nuo kvantinių kompiuterių galios, susijusios ne tik su Visatos gimimo istorija, bet ir su paprastesnėmis, įskaitant kriptografinio pobūdžio, problemas.