Computer relativistico, il progetto che punta a rivoluzionare l'informatica con la teoria di Einstein: a cosa potrebbe servire

Mentre i PC tradizionali si basano su un sistema che interpreta solo istruzioni binarie, i computer quantistici si basano sui qubit , unità che possono essere contemporaneamente uno e zero , grazie alla sovrapposizione. Ma se questo sembra già esoterico, ora arriva un prototipo con un livello di complessità superiore : i computer relativistici .

Questi sistemi di calcolo fantascientifici, invece di basarsi su chip di silicio o sull'entanglement, potrebbero sfruttare la forza attrattiva dei campi gravitazionali come principale strumento di calcolo.

Questo concetto, che circola nel mondo delle idee, si basa sugli effetti della relatività generale di Albert Einstein , come la curvatura dello spazio-tempo e la velocità degli oggetti massicci, sull'elaborazione delle informazioni.

In termini meno concettuali, sarebbe un sistema che non richiede cavi o hardware specifici . Il suo orologio interno può accelerare o rallentare a seconda della distanza da una fonte gravitazionale. È letteralmente una macchina che si nutre del tessuto dell'universo .

Guardando al futuro, potrebbe essere utilizzato per simulare interi universi con estrema precisione fisica , dal calcolo di processi gravitazionali complessi come i buchi neri o l' espansione del cosmo a nuove forme di intelligenza artificiale basate sullo scorrere del tempo.

Questa astrazione è opera di Eleftherios-Ermis Tselentis del Politecnico di Bruxelles (Belgio) e Amin Baumeler dell'Università della Svizzera italiana (Svizzera), che hanno sviluppato una dimostrazione matematica destinata a rivoluzionare l'attuale metodo di trasferimento delle informazioni.

La chiave di questa speculazione sta nel comprendere che lo spazio-tempo non è una struttura rigida ed eterna, come suggeriva la relatività speciale. Secondo la relatività generale di Einstein, può piegarsi, allungarsi e collassare come un foglio cosmico quadridimensionale quando qualcosa di massiccio preme contro di esso.

È questa flessibilità intrinseca che permette all'universo di piegarsi e deformarsi sotto la presenza di corpi massivi come pianeti e stelle. E quella stessa curvatura altera il percorso di tutto ciò che lo attraversa, persino dei segnali che lo percorrono. Come se, piegandosi, il cosmo riprogettasse anche i propri percorsi.

Per spiegare questa scoperta, i ricercatori hanno immaginato uno scenario con tre persone – Alice, Bob e Charlie – che si scambiano messaggi . La domanda chiave: cosa succederebbe se uno di loro potesse manipolare lo spazio-tempo attraverso cui viaggiano le informazioni?

Sarebbe possibile che Alice, ad esempio, ricevesse per errore un messaggio destinato a Bob, semplicemente perché il segnale è stato deviato in una regione distorta del cosmo? O che Charlie rispondesse a un messaggio che Bob non aveva ancora inviato, invertendo l'ordine naturale di causa ed effetto?

Con queste combinazioni hanno alimentato un'equazione in grado di rivelare se una deformazione nella matrice spazio-temporale avesse alterato l'ordine naturale dei messaggi.

L'analisi si è concentrata sulla possibilità di rilevare queste variazioni, come la ricezione di messaggi fuori ordine o l'intercettazione di messaggi di altre persone, osservando il comportamento delle informazioni quando entra in gioco lo spazio-tempo in qualità di altro partecipante alla conversazione.

Secondo un articolo pubblicato su New Scientist, le equazioni sviluppate da Tselentis e Baumeler consentono di rilevare se uno scambio di informazioni tra più persone, come Alice, Bob e Charlie, è avvenuto in un ambiente in cui lo spazio-tempo è stato manipolato.

Secondo Baumeler, nonostante la relatività sia riuscita a spiegare la struttura dell'universo, mancava ancora uno strumento matematico in grado di tradurre il modo in cui queste distorsioni influenzano il flusso di informazioni.

Si tratta di un primo tentativo di collegare due mondi che finora viaggiavano parallelamente: la relatività generale , che descrive il comportamento della realtà fisica, e la trasmissione delle informazioni , pietra angolare dell'informatica.

Il problema è che la teoria di Einstein funziona a meraviglia, ma non si adatta all'altro grande baluardo della fisica moderna, la teoria quantistica . Entrambe si basano su presupposti contraddittori sulla natura della realtà.

Nello specifico, la relatività generale concepisce uno spazio-tempo uniforme, mentre la teoria quantistica afferma che materia ed energia esistono solo in frammenti discreti.

Oggi l'opinione più diffusa tra i fisici è che si debba trovare un modo per integrare la gravità nel regno quantistico, il che significa elaborare una teoria della gravità quantistica.

L'idea è tanto audace quanto intrigante: sfruttare la gravità non solo per spiegare il funzionamento dell'universo, ma anche come strumento per elaborare informazioni . Anziché richiedere hardware, questo calcolo gravitazionale si baserebbe sulle leggi fisiche del cosmo.

Una delle teorie più popolari nella fisica delle particelle suggerisce che se la gravità esiste è perché viviamo all'interno di una simulazione, una specie di videogioco cosmico che richiede un computer per generare il suo mondo.

Ma questo lavoro prende una piega inaspettata: e se non fosse il contrario? E se potessimo costruire un computer che utilizzi la gravità come parte del suo funzionamento? Una macchina relativistica, alimentata dalla stessa forza che plasma le galassie.