Hallazgo histórico para entender el universo tras una simulación cuántica de un agujero de gusano

En un nuevo capítulo con la física como protagonista, se vuelven a abrir las dos tendencias opuestas respecto a los planteamientos acerca de la física cuántica: la mecánica cuántica y la teoría de la relatividad. En base a un experimento realizado gracias a Google Sycamore, se ha podido llevar a cabo la primera simulación cuántica, como así lo apunta la revista científica Nature.

Según apunta una de las autoras del trabajo, Maria Spiropulo, física del Instituto de Tecnología de California, se han sacado varias conclusiones importantes. “Las propiedades de un sistema cuántico coinciden con lo que se espera en un sistema gravitacional”, algo que supone un avance en lo que a estudio de los agujeros negros se refiere.

En este experimento se ha utilizado un atajo espacio-temporal, denominado agujero de gusano o puente de Einstein-Rosen. Según este experimento, este atajo puede generarse cuando se crean dos agujeros negros entrelazados. Este agujero podría ser, como lo define Raúl Limón (especialista en la sección de Ciencia de El País), como dos embudos unidos por la boca más pequeña y con los agujeros negros en los extremos.

Equivalente holográfico

Según se ha podido observar con este experimento, si se establece una interacción convencional entre dos observadores situados en los extremos opuestos, el agujero puede ser atravesado, un descubrimiento que rompe con muchas de las teorías sostenidas hasta el momento. El problema que se presenta es que eso no se puede observar de manera experimental porque no es posible crear dos agujeros negros en un laboratorio, aunque sí hay una posible solución: “el equivalente holográfico”.

Según Alberto Casas, profesor de Investigación del CSIC en el Instituto de Física Teórica, se puede explicar de una forma más simplificada: “Es como una lata cilíndrica. Dentro hay tres dimensiones, pero los extremos son bidimensionales, planos. Todo lo que sucede en el interior, con gravedad, tiene un reflejo o se puede ver en las tapas, donde no hay gravedad”. A esto se le llama principio holográfico, uno de los nuevos logros publicados en el día de hoy.

“Los autores han creado un sistema entrelazado entre dos partes de un ordenador cuántico, cuyo equivalente holográfico es un agujero de gusano. Y han verificado que se produce una transmisión de información entre esas partes a través de esa especie de “teleportación cuántica”, mimetizando exactamente lo que sucedería a través del agujero de gusano equivalente”, apunta Casas.

De una manera algo más sencilla, Alberto Casas explica el proceso. Se apunta a que el mensaje escrito por Alice (nombre usado para definir un emisor) se pierde en el primer subsisten, pero después reaparece íntegro en el subsistema Bob (el receptor). “Es como si Alice escribiera un mensaje en la superficie del agua. Aparentemente, se perdería, siendo imposible de recuperar. Sin embargo, podemos imaginar que, poco después, el mensaje reaparece íntegro en otro punto de la superficie líquida. Este comportamiento sorprendente es lo que realmente sucede entre los dos sistemas entrelazados que se han creado en este experimento”.

Según Casas “lo conseguido es muy interesante porque con un ordenador más potente se podrían simular sistemas macroscópicos y estudiar los efectos de la gravedad cuántica en ellos”. Según Nature, esta simulación, mediante la utilización del Google Sycamore “abre la posibilidad de hacer experimentos de gravedad cuántica en procesadores basados en esta física”, por lo que aumentan las opciones de estudio.

Finalmente, apuntan a lo que se podría conseguir en el futuro: “Podríamos esperar que, en el futuro, se inventen técnicas de comunicación cuántica que sean demasiado difíciles de analizar por medios convencionales, pero que utilicen la dualidad holográfica como una poderosa herramienta de análisis y descubrimiento”, concluyen.