Visumu var izmantot kā īpaši jaudīgu skaitļošanas ierīci, kas spēj atrast atbildes uz sarežģītām problēmām miljoniem reižu ātrāk nekā hipotētisks kvantu dators, kas izgatavots no tikpat daudz atomu, saskaņā ar matemātiķu rakstu žurnālā Physical Review D.
“Šodien mēs ticam, ka kvantu datori galu galā aizstās mūsdienu elektroniskos superdatorus. Mēs domājām par vēl vienu jautājumu - vai cilvēce var radīt kaut ko vēl spēcīgāku, izmantojot melnos caurumus un kvantu lauka teorijas postulātus,”sacīja Stīvens Džordans no Nacionālā standartu un tehnoloģiju institūta (ASV).
Pēdējos gados cilvēce ir sākusi saskarties ar faktu, ka daudzas skaitļošanas problēmas nevar atrisināt ar modernu superdatoru palīdzību pat uz laiku, kas salīdzināms ar Visuma mūžu. Tās ietver gan tīri zinātniskas problēmas - Visuma izplešanās ātruma aprēķināšanu vai sarežģītu molekulu trīsdimensiju formas atklāšanu, gan daudzas praktiskas problēmas, piemēram, satiksmes plūsmu sadalījumu vai ekonomikas optimizāciju.
Daudzas no šīm problēmām var atrisināt, izmantojot divas salīdzinoši jaunas pieejas skaitļošanai - izmantojot neironu tīklus un kvantu datorus. Pirmie var “filtrēt” nevajadzīgus datus un ievērojami samazināt apstrādātās informācijas apjomu, savukārt pēdējo jauda pieaug eksponenciāli, jo to elementu skaits palielinās.
Pēc Džordana teiktā, pirmo "lielo" kvantu datoru izveidošana, kas sastāv no vairākiem desmitiem kubitu, fiziķiem un matemātiķiem lika aizdomāties, cik lielas šādas mašīnas var izgatavot. Principā, kā atzīmē zinātnieks, nekas neliedz izveidot kvantu datoru, kas ietver visus Visuma atomus. Rodas jautājums - cik neierobežotas būs tā iespējas?
Pat šāda mašīna, kā rāda Džordana un viņa kolēģu aprēķini, nebūs visvarena - piemēram, precīza tā dēvētās kosmoloģiskās konstantes, vakuuma enerģijas blīvuma, relativitātes teorijas un mūsdienu kosmoloģijas galvenā parametra, precīza noteikšana prasīs ilgāku laiku, nekā eksistē viss Visums.
Šis fakts kosmologus nostāda pirms "nešķīstoša" jautājuma - kāpēc Visums pastāv un kāpēc kosmosam visos punktos ir vienādas īpašības un kā ir iespējams noteikt, cik tajā ir dimensiju un kādas kosmoloģiskās konstantes vērtības ir raksturīgas katrai no tām. Ja Visums nevarētu "atrisināt" šo problēmu, tad tam būtu neviendabīgas īpašības, kas patiesībā netiek novērotas.
Pēc amerikāņu matemātiķu domām, atbildi uz šo mīklu var iegūt, ja uzskatām visu Visumu par sava veida "Einšteina" datoru, kas spēj aprēķināt Visuma uzvedību saskaņā ar relativitātes teorijas un kvantu lauka teorijas principiem. Citiem vārdiem sakot, Visumam jāspēj "aprēķināt" sevi, lai pastāvētu tādā formā, kādā mēs to šodien novērojam.
Reklāmas video:
Izmantojot līdzīgu ideju, zinātnieki ir izveidojuši algoritmu, kas tikai stundas laikā, izmantojot kvantu datoru, aprēķina kosmoloģiskās konstantes vērtības ar precizitāti 120 nulles pēc komata tikai stundas laikā, izmantojot teleskopu un citu zinātnisku instrumentu apkopotos datus, novērojot dažāda veida laukus, kas pastāv Visumā.
Līdzīgi kā apgalvo Džordans un viņa kolēģi, ir iespējams atrisināt arī citas matemātiskas un statistiskas problēmas, kas ir ārpus kvantu datoru spēka un attiecas ne tikai uz Visuma dzimšanas vēsturi, bet arī parastākām problēmām, tostarp tām, kurām ir kriptogrāfisks raksturs.