L'univers peut être utilisé comme un appareil informatique ultra-puissant capable de trouver des réponses à des problèmes super-complexes des millions de fois plus rapidement qu'un ordinateur quantique hypothétique composé d'un nombre tout aussi grand d'atomes, selon des mathématiciens dans un article de la revue Physical Review D.
«Aujourd'hui, nous pensons que les ordinateurs quantiques remplaceront à terme les supercalculateurs électroniques modernes. Nous avons réfléchi à une autre question: l'humanité peut-elle créer quelque chose d'encore plus puissant en utilisant les trous noirs et les postulats de la théorie quantique des champs », a déclaré Stephen Jordan du National Institute of Standards and Technology (USA).
Ces dernières années, l'humanité a commencé à faire face au fait que de nombreux problèmes informatiques ne peuvent pas être résolus à l'aide de supercalculateurs modernes, même pour une durée comparable à la durée de vie de l'Univers. Ceux-ci incluent à la fois des problèmes purement scientifiques - calculer le taux d'expansion de l'univers ou divulguer la forme tridimensionnelle de molécules complexes, et de nombreux problèmes pratiques, tels que la distribution des flux de trafic ou l'optimisation de l'économie.
Beaucoup de ces problèmes peuvent être résolus en utilisant deux approches relativement nouvelles de l'informatique - en utilisant des réseaux de neurones et des ordinateurs quantiques. Les premiers peuvent «filtrer» les données inutiles et réduire considérablement la quantité d'informations traitées, tandis que la puissance des seconds augmente de façon exponentielle à mesure que le nombre de leurs éléments augmente.
Selon Jordan, la création des premiers «gros» ordinateurs quantiques, composés de plusieurs dizaines de qubits, a poussé les physiciens et les mathématiciens à se demander à quel point de telles machines pouvaient être fabriquées. En principe, comme le note le scientifique, rien n'empêche la création d'un ordinateur quantique qui comprend tous les atomes de l'Univers. La question se pose - à quel point ses possibilités seront-elles illimitées?
Même une telle machine, comme le montrent les calculs de Jordan et de ses collègues, ne sera pas omnipotente - par exemple, la détermination exacte de la soi-disant constante cosmologique, la densité d'énergie du vide, un paramètre clé de la théorie de la relativité et de la cosmologie moderne, prendra plus de temps que l'univers entier existe.
Ce fait place les cosmologistes devant une question «insoluble» - pourquoi l'Univers existe et pourquoi l'espace a les mêmes propriétés en tous ses points, et comment il est possible de déterminer combien de dimensions y existent et quelles valeurs de la constante cosmologique sont caractéristiques de chacun d'eux. Si l'Univers ne pouvait pas "résoudre" ce problème, alors il aurait des propriétés inhomogènes, ce qui n'est pas observé dans la réalité.
Selon les mathématiciens américains, la réponse à cette énigme peut être obtenue si l'on considère l'Univers tout entier comme une sorte d'ordinateur «d'Einstein» capable de calculer le comportement de l'Univers conformément aux principes de la théorie de la relativité et de la théorie quantique des champs. En d'autres termes, l'Univers doit pouvoir se «calculer» pour exister sous la forme sous laquelle nous l'observons aujourd'hui.
Vidéo promotionelle:
En utilisant une idée similaire, les scientifiques ont créé un algorithme qui calcule les valeurs de la constante cosmologique avec une précision de 120 zéros après la virgule décimale en seulement une heure à l'aide d'un ordinateur quantique, en utilisant des données collectées par des télescopes et d'autres instruments scientifiques lors de l'observation de divers types de champs qui existent dans l'univers.
De même, selon Jordan et ses collègues, il est possible de résoudre d'autres problèmes mathématiques et statistiques qui dépassent la puissance des ordinateurs quantiques, concernant non seulement l'histoire de la naissance de l'Univers, mais aussi des problèmes plus ordinaires, y compris ceux de nature cryptographique.
