Einstein'ın teorisiyle hesaplamayı devrim niteliğinde değiştirmeyi amaçlayan göreli bilgisayar projesi: ne için kullanılabilir?

Geleneksel bilgisayarlar yalnızca ikili talimatları yorumlayan bir sisteme dayanırken, kuantum bilgisayarlar, süperpozisyon sayesinde aynı anda hem birler hem de sıfırlar olabilen birimler olan kübitlere güvenir . Ancak bu kulağa zaten ezoterik geliyorsa, şimdi daha yüksek düzeyde karmaşıklığa sahip bir prototip geliyor: göreli bilgisayarlar .

Bu bilimkurgu bilgisayar sistemleri, silikon çiplere veya dolanıklığa güvenmek yerine, birincil bilgisayar aracı olarak yerçekimi alanlarının çekici kuvvetinden yararlanabilir.

Fikir dünyasında dolaşan bu kavram, Albert Einstein'ın genel görelilik kuramının, uzay-zamanın eğriliği ve büyük kütleli cisimlerin hızı gibi, bilgiyi işleme üzerindeki etkilerine dayanmaktadır.

Daha az kavramsal terimlerle, herhangi bir kablo veya belirli donanım gerektirmeyen bir sistem olurdu . İç saati, bir yerçekimi kaynağına olan uzaklığına bağlı olarak hızlanabilir veya yavaşlayabilir. Kelimenin tam anlamıyla evrenin dokusundan beslenen bir makinedir.

İleriye bakıldığında, kara delikler veya kozmosun genişlemesi gibi karmaşık kütle çekim süreçlerinin hesaplanmasından, zaman akışına dayalı yeni yapay zeka biçimlerine kadar, tüm evrenleri aşırı fiziksel hassasiyetle simüle etmek için kullanılabilir.

Bu soyutlama, bilginin aktarılmasında kullanılan mevcut yöntemlerde devrim yaratacak matematiksel bir kanıt geliştiren Brüksel Politeknik Okulu'ndan (Belçika) Eleftherios-Ermis Tselentis ve Lugano Üniversitesi'nden (İsviçre) Amin Baumeler'in eseridir.

Bu spekülasyonun anahtarı, uzay-zamanın özel göreliliğin önerdiği gibi katı, ebedi bir yapı olmadığını anlamakta yatar. Einstein'ın genel göreliliğine göre, büyük bir şey ona bastırdığında dört boyutlu bir kozmik tabaka gibi bükülebilir, esneyebilir ve çökebilir.

Evrenin gezegenler ve yıldızlar gibi büyük kütleli cisimlerin varlığı altında eğilip bükülmesine izin veren bu içsel esnekliktir . Ve aynı eğrilik, içinden geçen her şeyin, hatta içinden geçen sinyallerin bile gidişatını değiştirir. Sanki, katlanarak, kozmos kendi yollarını da yeniden tasarlıyormuş gibi.

Bu bulguyu açıklamak için araştırmacılar, Alice, Bob ve Charlie olmak üzere üç kişinin mesaj alışverişinde bulunduğu bir senaryo hayal ettiler. Temel soru: Bunlardan biri bilginin seyahat ettiği uzay-zamanı manipüle edebilseydi ne olurdu?

Örneğin Alice'in, Bob'a gönderilen bir mesajı yanlışlıkla alması mümkün müdür, çünkü sinyal kozmosun çarpık bir bölgesine yönlendirilmiştir? Ya da Charlie'nin Bob'un henüz göndermediği bir mesaja cevap vermesi, neden ve sonuç arasındaki doğal sırayı tersine çevirmesi mümkün müdür?

Bu kombinasyonlarla, uzay-zaman matrisindeki bir deformasyonun mesajların doğal düzenini değiştirip değiştirmediğini ortaya koyabilecek bir denklem beslendi.

Analiz, uzay-zamanın sohbete katılan bir diğer katılımcı olarak devreye girmesiyle bilginin nasıl davrandığının gözlemlenmesiyle, mesajları sırasız alma veya başkalarının mesajlarını engelleme gibi bu farklılıkların tespit edilip edilemeyeceğine odaklandı.

New Scientist dergisinde yayımlanan bir makaleye göre, Tselentis ve Baumeler'in geliştirdiği denklemler, Alice, Bob ve Charlie gibi birkaç kişi arasındaki bilgi alışverişinin, uzay-zamanın manipüle edildiği bir ortamda gerçekleşip gerçekleşmediğini tespit etmeyi mümkün kılıyor.

Baumeler'e göre görelilik evrenin yapısını açıklamada başarılı olsa da, bu çarpıtmaların bilgi akışını nasıl etkilediğini aktarabilecek matematiksel bir araç hâlâ eksikti.

Bu, şu ana kadar paralel olarak hareket eden iki dünyayı birbirine bağlamaya yönelik ilk girişimdir : fiziksel gerçekliğin nasıl davrandığını tanımlayan genel görelilik ve bilgi işlemin temel taşı olan bilginin iletimi .

Sorun şu ki, Einstein'ın teorisi harika bir şekilde çalışıyor, ancak modern fiziğin diğer büyük kalesi olan kuantum teorisine uymuyor. Bunlar gerçekliğin doğası hakkında çelişkili varsayımlara dayanıyor.

Genel görelilik kuramı, tekdüze bir uzay-zaman kavramını öne sürerken, kuantum kuramı, madde ve enerjinin yalnızca ayrı parçalar halinde var olduğunu ileri sürer.

Günümüzde fizikçiler arasında en yaygın görüş, kütle çekimini kuantum alemine entegre etmenin bir yolunun bulunması gerektiği, yani kuantum kütle çekimine dair bir teorinin oluşturulması gerektiğidir.

Fikir, ilgi çekici olduğu kadar cesurdur: Yerçekimini yalnızca evrenin nasıl çalıştığını açıklamak için değil, aynı zamanda bilgi işleme aracı olarak kullanmak. Donanım gerektirmek yerine, bu yerçekimsel hesaplama, kozmosun fiziksel kuralları üzerine inşa edilecektir.

Parçacık fiziğindeki en popüler teorilerden biri, eğer yerçekimi varsa bunun bir simülasyonun içinde yaşadığımızdan kaynaklandığını, yani bir dünyanın yaratılması için bir bilgisayara ihtiyaç duyan bir tür kozmik video oyununun içinde olduğumuzu öne sürer.

Ancak bu çalışma beklenmedik bir yöne gidiyor: ya tam tersi olmasaydı? Ya çalışmasının bir parçası olarak yerçekimini kullanan bir bilgisayar inşa edebilseydik? Galaksileri şekillendiren aynı kuvvetle çalışan göreli bir makine.