Relativistische computer, het project dat de computertechnologie wil revolutioneren met de theorie van Einstein: waarvoor het gebruikt zou kunnen worden

Terwijl traditionele pc's gebaseerd zijn op een systeem dat alleen binaire instructies interpreteert, vertrouwen quantumcomputers op qubits , eenheden die dankzij superpositie tegelijkertijd enen en nullen kunnen zijn. Maar als dit al esoterisch klinkt, komt er nu een prototype met een hogere mate van complexiteit : relativistische computers .

Deze sciencefiction-computersystemen zouden, in plaats van te vertrouwen op siliciumchips of verstrengeling, de aantrekkingskracht van zwaartekrachtvelden kunnen benutten als hun primaire computerhulpmiddel.

Dit concept, dat al langer bestaat in de wereld van ideeën, is gebaseerd op de effecten van Albert Einsteins algemene relativiteitstheorie , zoals de kromming van de ruimte-tijd en de snelheid van zware objecten, op de verwerking van informatie.

In minder conceptuele termen zou het een systeem zijn dat geen draden of specifieke hardware nodig heeft . De interne klok kan versnellen of vertragen, afhankelijk van de afstand tot een zwaartekrachtbron. Het is letterlijk een machine die zich voedt met de structuur van het universum .

Kijkend naar de toekomst, zou het gebruikt kunnen worden om hele universums te simuleren met extreme fysieke precisie , van het berekenen van complexe zwaartekrachtsprocessen zoals zwarte gaten of de uitdijing van het heelal tot nieuwe vormen van kunstmatige intelligentie gebaseerd op de stroom van tijd.

Deze abstractie is het werk van Eleftherios-Ermis Tselentis van de Polytechnische School van Brussel (België) en Amin Baumeler van de Universiteit van Lugano (Zwitserland), die een wiskundig bewijs ontwikkelden om de huidige methode van informatieoverdracht te revolutioneren.

De sleutel tot deze speculatie ligt in het inzicht dat ruimte-tijd geen rigide, eeuwige structuur is, zoals de speciale relativiteitstheorie suggereerde. Volgens Einsteins algemene relativiteitstheorie kan het buigen, uitrekken en instorten als een vierdimensionaal kosmisch laken wanneer er iets massiefs tegenaan drukt.

Het is deze intrinsieke flexibiliteit die het universum in staat stelt te buigen en te vervormen onder invloed van zware lichamen zoals planeten en sterren. En diezelfde kromming verandert de loop van alles wat erdoorheen gaat, zelfs de signalen die erdoorheen reizen. Alsof de kosmos door te vouwen ook zijn eigen paden hertekent.

Om deze bevinding te verklaren, bedachten de onderzoekers een scenario waarin drie mensen – Alice, Bob en Charlie – berichten uitwisselen . De kernvraag: wat zou er gebeuren als een van hen de ruimte-tijd waarin de informatie reist, zou kunnen manipuleren?

Zou het bijvoorbeeld mogelijk zijn dat Alice per ongeluk een bericht ontvangt dat voor Bob bedoeld is, simpelweg omdat het signaal is afgeleid naar een vervormd deel van de kosmos? Of dat Charlie reageert op een bericht dat Bob nog niet heeft verzonden, en daarmee de natuurlijke volgorde van oorzaak en gevolg omdraait?

Met behulp van deze combinaties voerden ze een vergelijking in die kon aantonen of een vervorming in de ruimte-tijdmatrix de natuurlijke volgorde van de berichten had gewijzigd.

De analyse richtte zich op de vraag of deze variaties, zoals het ontvangen van berichten in de verkeerde volgorde of het onderscheppen van berichten van anderen, konden worden gedetecteerd door te observeren hoe informatie zich gedraagt ​​wanneer ruimte-tijd een rol speelt als een andere deelnemer aan het gesprek.

Volgens een artikel gepubliceerd in New Scientist maken de door Tselentis en Baumeler ontwikkelde vergelijkingen het mogelijk om te detecteren of een informatie-uitwisseling tussen meerdere mensen – zoals Alice, Bob en Charlie – plaatsvond in een omgeving waarin de ruimte-tijd werd gemanipuleerd.

Volgens Baumeler was relativiteit weliswaar succesvol in het verklaren van de structuur van het heelal, maar ontbrak er nog steeds een wiskundig instrument waarmee kon worden uitgelegd hoe deze vervormingen de informatiestroom beïnvloeden.

Dit is een eerste poging om twee werelden met elkaar te verbinden die tot nu toe parallel aan elkaar reisden: de algemene relativiteitstheorie , die beschrijft hoe de fysieke werkelijkheid zich gedraagt, en de overdracht van informatie , de hoeksteen van het computergebruik.

Het probleem is dat Einsteins theorie wonderwel werkt, maar niet past bij het andere grote bastion van de moderne natuurkunde, de kwantumtheorie . Ze zijn gebaseerd op tegenstrijdige aannames over de aard van de werkelijkheid.

Meer specifiek gaat de algemene relativiteitstheorie uit van een uniforme ruimtetijd, terwijl de kwantumtheorie stelt dat materie en energie alleen in discrete fragmenten bestaan.

De meest gangbare opvatting onder natuurkundigen is tegenwoordig dat er een manier gevonden moet worden om de zwaartekracht te integreren in het kwantumrijk. Dit betekent dat er een theorie over de kwantumzwaartekracht moet worden opgesteld.

Het idee is even gedurfd als intrigerend: zwaartekracht gebruiken om niet alleen uit te leggen hoe het universum werkt, maar ook als hulpmiddel voor informatieverwerking . In plaats van hardware te vereisen, zou deze gravitationele computer gebaseerd zijn op de natuurkundige wetten van de kosmos.

Een van de populairste theorieën in de deeltjesfysica stelt dat zwaartekracht bestaat omdat we in een simulatie leven, een soort kosmisch videospel waarbij een computer de wereld moet scheppen.

Maar dit werk neemt een onverwachte wending: wat als het niet andersom was? Wat als we een computer konden bouwen die zwaartekracht als onderdeel van zijn werking gebruikt? Een relativistische machine, aangedreven door dezelfde kracht die sterrenstelsels vormgeeft.