Universos paralelos y computación cuántica
Un título muy sonoro y misterioso. Nada menos que universos paralelos y computación cuántica. Vaya temas, a cual mas complejo y trascendente. Y sin embargo tienen mucho que ver. Tanto tienen que ver que uno puede existir sin el otro.
Aquí demostraremos que si existe o es posible, o realizable en la práctica la llamada computación cuántica, entonces inevitablemente los universos paralelos existen por perturbadora que sea la idea.
Y ya adelantamos la solución del problema. Efectivamente, si, la computación cuántica existe, es posible, se ha realizado en la práctica e incluso IBM ya vende un ordenador cuántico que se puede adquirir pagando su importe.
Luego si la computación cuántica es posible, los universos paralelos existen. Este misterio lo desvelaremos mas adelante. De momento diremos que los teóricos nos dicen que existen varios tipos de universos paralelos. Un conjunto de universos paralelos diremos que es un metaverso.
Así pues existen varios tipos de metaversos atendiendo a diversos criterios y teorías. Nosotros vamos a considerar solo dos tipos para nuestra particular construcción teórica:
- El metaverso derivado de la teoría de cuerdas cuyo número de universos paralelos es finito pero enorme, en concreto serían 10500
- El metaverso inducido por el experimento de Young que tiene también un número finito de universos pero es difícil de calcular aunque sabemos que es enorme.
Es decir, estamos ante metaversos que son finitos pero tienen un número de universos tan enorme que es difícil para la mente humana hacerse una idea de las magnitudes de las que hablamos.
El experimento de Young
Como este tema es complejo, antes de decir las cosas sin justificación voy a explicar con palabras no técnicas un experimento clave para entender por qué se justifica la existencia de universos paralelos.
Hay que decir que el experimento se debe a Thomas Young (1773-1829), por lo tanto tiene dos siglos de antiguedad. Hace dos siglos el hombre ya tenía la clave de la existencia de universos paralelos. Bastaba haber sacado las conclusiones pertinentes.
El experimento es muy simple. Según se ve en la figura de arriba, tenemos una foco de luz puntual (una linterna) que proyecta luz sobre una pantalla que tienen dos aberturas en forma de rendijas largas, estrechas y muy próximas aunque en el dibujo no se vea esto por motivos de claridad.
Detrás de la pantalla de las rendijas hay otra pantalla blanca paralela. Eso es todo, mas simple imposible. Encendemos la linterna y vemos lo que ocurre. El chorro de luz ilumina la pantalla de las rendijas, la luz pasa a través de ellas y lo que se ve en la última pantalla es un conjunto de franjas paralelas claras y oscuras.
La explicación es muy simple. La luz se puede entender como un conjunto de partículas. Cuando alcanzan las rendijas, algunas chocan con los bordes y se desvían. Es como las reses en los sanfermines. Van por las calles en línea, pero al agolparse en la puerta de la plaza chocan con las paredes y los mozos y se apartan de su trayectoria al entrar en el ruedo.
La explicación de por qué se forman las franjas claras y oscuras es algo mas complicada. Digamos que a la salida de las rendijas, la luz ya no es un conjunto de partículas sino que son ondas. Las ondas cuando chocan con un obstáculo que tiene bordes, se difracta, interfiere con ella misma y así se forman las franjas.
Hasta aquí la explicación es mas o menos fácil, aunque hay un detalle enigmático. La luz se comporta como una partícula antes de llegar a las rendijas y como una onda al salir de esas rendijas. Es como si la luz «supiera» que tipo de experimento se está haciendo y se comportara como una onda o como una partícula a voluntad.
Pero bueno, dejemos este misterio y centrémonos en otro mucho mayor. En lugar de una linterna puedo usar un emisor láser de potencia variable. Es como una linterna, pero mas sofisticada. ¿Qué ocurre si voy disminuyendo la potencia de la luz?. Pues no ocurre nada, siguen apareciendo las franjas claras y oscuras.
Esas franjas seguirán apareciendo cada vez mas tenues pero aparecerán. La pregunta clave es: ¿seguirán apareciendo franjas cuando sólo salga por la linterna una sola partícula?. Si es una sola partícula no tiene otras con las que chocar. Sólo puede pasar por una rendija. Por la otra no pasa ninguna con la que chocar (difractarse).
Pues por increíble que parezca, por mucho que contradiga el sentido común, aunque se dispare una sola partícula, las franjas claras y oscuras siguen apareciendo. ¿Cómo podemos explicar esto?.
Pues muy simple. Esa partícula de luz, interfiere con otras partículas de luz que están en universos paralelos. Así, el fenómeno de la interferencia conecta realidades de diferentes universos.
Esto puede parecer fantasioso o traído por los pelos, pero recordemos que el experimento de Thomas Young tiene 2 siglos y ningún científico ni teoría explica satisfactoriamente el fenómeno. Hay teorías que han salido, la teoría de variables ocultas y similares que lo que hacen es trasladar el problema, no solucionarlo.
Se deduce, pues, que la realidad es mucho mayor de lo que parece, y que en su mayor parte es invisible. Los objetos y sucesos que nuestros sentidos y nuestros instrumentos pueden observar de manera directa no son más que la punta del iceberg.
El experimento de interferencia con una sola partícula, como los que he descrito, nos demuestran que el multiverso existe y que contiene múltiples partículas fantasmas que son la contrapartida de las partículas del universo tangible. Para ir aún más allá, y llegar a la conclusión de que el multiverso está dividido en una especie de universos paralelos, debemos considerar los fenómenos de interferencia que afectan a más de una partícula tangible.
No existe nada, en la descripción que he ofrecido acerca de la formación de sombras, o de los fenómenos relacionados, que implique distinción entre objetos
«tangibles» y «fantasmas», aparte de la mera afirmación de que una de las copias es «tangible».
Pero ¿quiénes somos «nosotros»? ¿cuál es nuestro yo real? ¿en qué universo está? Muchos de esos John Dee están ahora mismo escribiendo estas palabras. Algunos expresan mejor estos pensamientos. Otros acaban de morir.
La computación cuántica
La computación cuántica ya es un hecho. Existe una teoría de base bien asentada y se han construido muchos prototipos en varios países y por varias compañías, entre ellas Google, Microsoft e IBM.
Se han probado incluso en el problema de la factorización que explicaremos mas adelante. Es un problema muy sencillo que consiste en descomponer un número en factores primos. Si el número es pequeño, un simple pc puede hacer rápidamente la factorización.
Pero a partir de un número determinado de dígitos, ni todos los ordenadores de la tierra trabajando durante miles de años podrían factorizarlo. Esta es la base de la criptografía. A continuación veremos como un algoritmo de reciente creación, funcionando en un ordenador cuántico podría romper todos los sistemas criptográficos del planeta.
El método más seguro conocido de criptografía de clave pública se basa en la
intratabilidad del problema de factorizar grandes números. Se conoce como cripto-sistema RSA, en honor de Ronald Rivest, Adi Shamir y Leonard Adelman, quienes lo idearon en 1978.
Se basa en un procedimiento matemático por el que se codifica el mensaje utilizando un número grande (por ejemplo, de 250 dígitos) como clave. El destinatario podrá hacer pública tranquilamente esta clave, puesto que cualquier mensaje codificado con ella sólo podrá ser descodificado mediante el conocimiento de los factores del número.
Podemos así escoger dos números primos de 125 dígitos y mantenerlos secretos, pero multiplicarlos y hacer público el resultado de 250 dígitos. Cualquiera podrá enviar un mensaje con esta clave, pero sólo quien conozca los factores secretos podrá descifrarlo.
Como he dicho, no existen perspectivas prácticas de factorizar números de 250 dígitos por medios clásicos, pero una máquina cuántica de factorización que utilizara el algoritmo de Shor sería capaz de hacerlo con tan sólo unos pocos miles de operaciones aritméticas, que podrían muy bien durar unos minutos.
De este modo, cualquiera que tuviese acceso a una máquina así podría fácilmente leer cualquier mensaje interceptado que hubiese sido codificado utilizando el criptosistema RSA.
Cuando una máquina cuántica de factorización está trabajando Con un número de 250 dígitos, la cantidad de universos que se interfieren será del orden de 10500
Y aquí está la clave del asunto. Dónde se están haciendo esos cálculos de los ordenadores cuánticos. Un ordenador cuántico en el fondo es, simplificando mucho, un ordenador normal que es capaz de desdoblarse en trillones de universos y repartir el cálculo. Como el número de universos es abrumador, el problema se resuelve por una simple cuestión de fuerza bruta.
Este número abrumadoramente grande es la razón por la que el algoritmo de
Shor hace tratable la factorización. Ya dije que el algoritmo requiere tan sólo unos cuantos miles de operaciones aritméticas.
Con ello me refería, por supuesto, a unos cuantos miles de operaciones aritméticas para cada universo que contribuya a la respuesta. Todos estos cálculos tienen lugar en paralelo en los distintos universos y comparten sus resultados mediante la
interferencia.
Quizás se estén preguntando cómo podemos persuadir a nuestras contrapartidas en unos 10500 universos para que se pongan a trabajar en nuestra tarea de factorización. ¿No tendrán ya sus propios planes para la utilización de sus ordenadores?
Afortunadamente, no será necesaria ninguna persuasión. El algoritmo de Shor opera al principio tan sólo en un conjunto de universos idénticos entre sí, y sólo causa su diferenciación dentro de los confines de la máquina de factorización. Así pues, nosotros, que somos quienes especificamos el número que se ha de
factorizar y quienes esperamos que se calcule la respuesta, somos idénticos en todos los universos.
Hay, sin duda, muchos otros universos en los que hemos programado diferentes números o en los que jamás hemos construido la máquina de factorizar. Pero esos universos difieren del nuestro en demasiadas variables —o, más precisamente, en variables que no están hechas para interactuar del modo adecuado con la programación del algoritmo de Shor— y, en consecuencia, no interfieren con el nuestro.
Conclusión
Hemos demostrado que los universos paralelos son posibles mediante el experimento de Young. Posteriormente otros experimentos avalaron este resultado.
El experimento de Young es un tema de física experimental.
Un ordenador cuántico es un aparato tecnológico que solo empezó a ser real a partir de 2010. En los años 80 por ejemplo era simplemente ciencia ficción.
Pues bien, un objeto tecnológico como el ordenador cuántico, viene a avalar con su existencia la realidad de los universos paralelos, por que si no fuera así, no podría hacer esos cálculos imposibles que realmente hace.
Luego podemos concluir que vivimos en un multiverso.
Enlaces de interés
IBM presenta IBM Q System One, el primer ordenador cuántico para uso comercial (xataka.com)
La sincronicidad – La Cripta de John Dee
