Los investigadores han implementado un prototipo de dispositivo cuántico que puede generar y analizar una superposición cuántica de posibles futuros..
Usando un nuevo algoritmo cuántico, los posibles resultados de un proceso de decisión se codifican como una superposición de diferentes ubicaciones de fotones usando la interferometría, el equipo muestra que es posible realizar una búsqueda a través del conjunto de posibles futuros sin mirar cada futuro individualmente.
En la película de 2018 Infinity War, una escena mostraba al Dr. Strange que buscaba en 14 millones de futuros posibles para buscar una línea de tiempo única en la que los héroes saldrían victoriosos. Tal vez hubiera sido más fácil con la ayuda de una computadora cuántica. Un equipo de investigadores de la Universidad Tecnológica de Nanyang, Singapur (NTU Singapur) y la Universidad de Griffith en Australia ha construido un prototipo de dispositivo cuántico que puede generar todos los futuros posibles en una superposición cuántica simultánea.
«Cuando pensamos en el futuro, nos enfrentamos a una amplia gama de posibilidades», explica el Profesor Asistente Mile Gu de NTU Singapur, quien lideró el desarrollo del algoritmo cuántico que sustenta el prototipo. «Estas posibilidades crecen exponencialmente a medida que nos adentramos en el futuro. Por ejemplo, incluso si solo tenemos dos posibilidades para elegir cada minuto, en menos de media hora hay 14 millones de futuros posibles. En menos de un día, el número supera el número de átomos en el universo». Sin embargo, lo que él y su grupo de investigación se dieron cuenta fue que una computadora cuántica puede examinar todos los futuros posibles colocándolos en una superposición cuántica, como el famoso gato de Schrödinger que está simultáneamente vivo y muerto.
Para realizar este esquema, unieron fuerzas con el grupo experimental dirigido por el profesor Geoff Pryde en la Universidad de Griffith. Juntos, el equipo implementó un procesador fotónico de información cuántica especialmente ideado en el que los posibles resultados futuros de un proceso de decisión están representados por la ubicación de los fotones: partículas cuánticas de luz. Luego demostraron que el estado del dispositivo cuántico era una superposición de múltiples futuros potenciales, ponderados por su probabilidad de ocurrencia.
«El funcionamiento de este dispositivo está inspirado en el premio Nobel Richard Feynman», dice la Dra. Jayne Thompson, miembro del equipo de Singapur. «Cuando Feynman comenzó a estudiar física cuántica, se dio cuenta de que cuando una partícula viaja del punto A al punto B no necesariamente sigue un solo camino. En cambio, recorre simultáneamente todos los caminos posibles que conectan los puntos. Nuestro trabajo amplía este fenómeno y los arneses. Para modelar futuros estadísticos».
La máquina ya ha demostrado una aplicación: medir cuánto influye en el futuro nuestro sesgo hacia una elección específica en el presente. «Nuestro enfoque es sintetizar una superposición cuántica de todos los futuros posibles para cada sesgo». Farzad Ghafari, miembro del equipo experimental, explica: «Al interferir entre sí en estas superposiciones, podemos evitar por completo ver cada posible futuro individualmente. De hecho, muchos algoritmos actuales de inteligencia artificial (IA) aprenden al ver cómo los pequeños cambios en su comportamiento pueden llevar a resultados futuros diferentes, por lo que nuestras técnicas pueden permitir que las IA mejoradas cuánticas aprendan el efecto de sus acciones de manera mucho más eficiente».
El equipo toma nota de que mientras su prototipo actual simula la mayoría de los 16 futuros simultáneamente, el algoritmo cuántico subyacente puede en principio escalar sin límite. «Esto es lo que hace que el campo sea tan emocionante», dice Pryde. «Recuerda mucho a las computadoras clásicas en la década de 1960. Así como pocas pueden imaginar los muchos usos de las computadoras clásicas en la década de 1960, todavía estamos muy en la oscuridad sobre lo que pueden hacer las computadoras cuánticas. Cada descubrimiento de una nueva aplicación proporciona más impulso para su desarrollo tecnológico».
Fuente: Universidad Tecnológica de Nanyang, Facultad de Ciencias
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