Alam semesta dapat digunakan sebagai perangkat komputasi super kuat yang mampu mencari jawaban untuk masalah super kompleks jutaan kali lebih cepat daripada komputer kuantum hipotetis yang terbuat dari atom sebanyak itu, kata ahli matematika dalam sebuah artikel di Physical Review D.
“Hari ini kami percaya bahwa komputer kuantum pada akhirnya akan menggantikan superkomputer elektronik modern. Kami memikirkan pertanyaan lain - dapatkah umat manusia menciptakan sesuatu yang bahkan lebih kuat menggunakan lubang hitam dan postulat teori medan kuantum,”kata Stephen Jordan dari Institut Standar dan Teknologi Nasional (AS).
Dalam beberapa tahun terakhir, umat manusia mulai menghadapi kenyataan bahwa banyak masalah komputasi tidak dapat diselesaikan dengan menggunakan superkomputer modern, bahkan untuk waktu yang sebanding dengan umur Semesta. Ini termasuk masalah ilmiah murni - menghitung laju ekspansi alam semesta atau mengungkap bentuk tiga dimensi dari molekul kompleks, dan banyak masalah praktis, seperti distribusi arus lalu lintas atau pengoptimalan ekonomi.
Banyak dari masalah ini dapat diselesaikan dengan menggunakan dua pendekatan komputasi yang relatif baru - menggunakan jaringan saraf dan komputer kuantum. Yang pertama dapat "menyaring" data yang tidak perlu dan secara signifikan mengurangi jumlah informasi yang diproses, sementara kekuatan yang terakhir tumbuh secara eksponensial seiring dengan bertambahnya jumlah elemennya.
Menurut Jordan, penciptaan komputer kuantum "besar" pertama, yang terdiri dari beberapa lusin qubit, membuat fisikawan dan matematikawan bertanya-tanya seberapa besar mesin seperti itu dapat dibuat. Pada prinsipnya, seperti yang dicatat oleh ilmuwan tersebut, tidak ada yang mencegah terciptanya komputer kuantum yang mencakup semua atom Alam Semesta. Muncul pertanyaan - seberapa tidak terbatas kemungkinannya?
Bahkan mesin seperti itu, seperti yang diperlihatkan oleh perhitungan Jordan dan rekan-rekannya, tidak akan mahakuasa - misalnya, penentuan yang tepat dari apa yang disebut konstanta kosmologis, kepadatan energi dari ruang hampa, parameter kunci teori relativitas dan kosmologi modern, akan memakan waktu lebih lama daripada seluruh alam semesta yang ada.
Fakta ini menempatkan ahli kosmologi pada pertanyaan yang "tak terpecahkan" - mengapa alam semesta ada dan mengapa ruang memiliki sifat yang sama di semua titiknya, dan bagaimana mungkin untuk menentukan berapa banyak dimensi yang ada di dalamnya dan nilai konstanta kosmologis apa yang menjadi ciri khas masing-masing. Jika Semesta tidak dapat "memecahkan" masalah ini, maka alam semesta akan memiliki sifat-sifat yang tidak homogen, yang tidak teramati dalam kenyataan.
Menurut matematikawan Amerika, jawaban teka-teki ini bisa didapat jika kita menganggap seluruh Semesta sebagai semacam komputer “Einstein” yang mampu menghitung bagaimana alam semesta berperilaku sesuai dengan prinsip relativitas dan teori medan kuantum. Dengan kata lain, Semesta harus bisa "menghitung" dirinya sendiri agar bisa ada dalam bentuk yang kita amati saat ini.
Video promosi:
Menggunakan ide serupa, para ilmuwan telah membuat algoritme yang dapat menghitung nilai konstanta kosmologis dengan akurasi 120 nol setelah titik desimal hanya dalam waktu satu jam menggunakan komputer kuantum, menggunakan data yang dikumpulkan oleh teleskop dan instrumen ilmiah lainnya saat mengamati berbagai jenis bidang yang ada di alam semesta.
Dengan cara yang sama, menurut Jordan dan rekan-rekannya, adalah mungkin untuk memecahkan masalah matematika dan statistik lain yang berada di luar kekuatan komputer kuantum, tidak hanya mengenai sejarah kelahiran alam semesta, tetapi juga masalah yang lebih biasa, termasuk masalah yang bersifat kriptografi.
