Computador relativístico, o projeto que busca revolucionar a computação com a teoria de Einstein: para que ela poderia ser usada

Enquanto os PCs tradicionais são baseados em um sistema que interpreta apenas instruções binárias, os computadores quânticos dependem de qubits , unidades que podem ser uns e zeros ao mesmo tempo , graças à superposição. Mas se isso já parece esotérico, agora surge um protótipo com um nível de complexidade maior : os computadores relativísticos .

Esses sistemas de computação de ficção científica, em vez de depender de chips de silício ou emaranhamento, poderiam aproveitar a força atrativa dos campos gravitacionais como sua principal ferramenta de computação.

Esse conceito, circulando no mundo das ideias, é baseado nos efeitos da relatividade geral de Albert Einstein —como a curvatura do espaço-tempo e a velocidade de objetos massivos—para processar informações.

Em termos menos conceituais, seria um sistema que não requer fios ou hardware específico . Seu relógio interno pode acelerar ou desacelerar dependendo da distância de uma fonte gravitacional. É literalmente uma máquina que se alimenta da estrutura do universo .

Olhando para o futuro, ele poderia ser usado para simular universos inteiros com extrema precisão física , desde o cálculo de processos gravitacionais complexos como buracos negros ou a expansão do cosmos até novas formas de inteligência artificial baseadas no fluxo do tempo.

Esta abstração é obra de Eleftherios-Ermis Tselentis, da Escola Politécnica de Bruxelas (Bélgica), e Amin Baumeler, da Universidade de Lugano (Suíça), que desenvolveram uma prova matemática para revolucionar o método atual de transferência de informações.

A chave para essa especulação reside na compreensão de que o espaço-tempo não é uma estrutura rígida e eterna, como sugeria a relatividade especial. Segundo a relatividade geral de Einstein, ele pode se dobrar, esticar e colapsar como uma lâmina cósmica quadridimensional quando algo massivo o pressiona.

É essa flexibilidade intrínseca que permite que o universo se curve e se deforme sob a presença de corpos massivos como planetas e estrelas. E essa mesma curvatura altera o curso de tudo que passa por ele, até mesmo os sinais que viajam por ele. Como se, ao se dobrar, o cosmos também redesenhasse seus próprios caminhos.

Para explicar essa descoberta, os pesquisadores imaginaram um cenário com três pessoas — Alice, Bob e Charlie — trocando mensagens . A questão-chave: o que aconteceria se um deles pudesse manipular o espaço-tempo pelo qual a informação viaja?

Seria possível, por exemplo, que Alice recebesse por engano uma mensagem destinada a Bob, simplesmente porque o sinal foi desviado para uma região distorcida do cosmos? Ou que Charlie respondesse a uma mensagem que Bob ainda não havia enviado, invertendo a ordem natural de causa e efeito?

Com essas combinações, eles alimentaram uma equação capaz de revelar se uma deformação na matriz espaço-temporal havia alterado a ordem natural das mensagens.

A análise se concentrou em saber se essas variações — como receber mensagens fora de ordem ou interceptar mensagens de outras pessoas — poderiam ser detectadas observando como as informações se comportam quando o espaço-tempo entra em jogo como outro participante na conversa.

De acordo com um artigo publicado na New Scientist, as equações desenvolvidas por Tselentis e Baumeler permitem detectar se uma troca de informações entre várias pessoas — como Alice, Bob e Charlie — ocorreu em um ambiente onde o espaço-tempo estava sendo manipulado.

Segundo Baumeler, embora a relatividade tenha tido sucesso em explicar a estrutura do universo, ainda faltava uma ferramenta matemática que pudesse traduzir como essas distorções afetam o fluxo de informações.

Esta é uma primeira tentativa de conectar dois mundos que até agora caminhavam em paralelo: a relatividade geral , que descreve como a realidade física se comporta, e a transmissão de informações , a pedra angular da computação.

O problema é que a teoria de Einstein funciona maravilhosamente bem, mas não se encaixa com o outro grande bastião da física moderna, a teoria quântica . Elas se baseiam em suposições contraditórias sobre a natureza da realidade.

Especificamente, a relatividade geral concebe um espaço-tempo uniforme, enquanto a teoria quântica afirma que matéria e energia existem apenas em fragmentos discretos.

A visão mais amplamente aceita entre os físicos hoje é que é preciso encontrar uma maneira de integrar a gravidade ao reino quântico, o que significa construir uma teoria da gravidade quântica.

A ideia é tão ousada quanto intrigante: utilizar a gravidade não apenas para explicar como o universo funciona, mas também como uma ferramenta para processar informações . Em vez de exigir hardware, essa computação gravitacional seria construída com base nas regras físicas do cosmos.

Uma das teorias mais populares da física de partículas sugere que, se a gravidade existe, é porque vivemos dentro de uma simulação, uma espécie de videogame cósmico que requer um computador para gerar seu mundo.

Mas este trabalho toma um rumo inesperado: e se não fosse o contrário? E se pudéssemos construir um computador que usasse a gravidade como parte de seu funcionamento? Uma máquina relativística, alimentada pela mesma força que molda as galáxias.