In Cina si sperimenta il calcolo quantistico per verificare la radiazione di Howking, cioè il futuro dell’Universo

Uno sforzo di collaborazione tra gruppi di ricerca di diverse organizzazioni in Cina è riuscito a utilizzare la tecnologia di calcolo quantistico per testare la radiazione di Hawking, la teoria proposta dal famoso fisico Stephen Hawking, come riporta il South China Morning Post.

L’informatica quantistica è un campo complesso che prevede l’utilizzo di matematica, informatica e fisica per risolvere problemi complessi. Recentemente Engineering ha riportato la notizia che un computer quantistico ha battuto un supercomputer convenzionale in matematica complessa.

A differenza dei computer tradizionali, che utilizzano i bit per elaborare i calcoli, i computer quantistici utilizzano i bit quantistici, comunemente chiamati qubit, per elaborare le informazioni. Poiché un qubit può esistere in più del doppio stato di 0 e 1 disponibile per i bit convenzionali, è in grado di eseguire un numero esponenzialmente maggiore di calcoli, cosa che i ricercatori stanno cercando di sfruttare e di ottenere.

Un algoritmo di calcolo quantistico potrebbe aiutare a sviluppare un metodo di cattura del carbonio

Cos’è la radiazione di Hawking?

Ciò che sappiamo finora del regno della fisica è che la gravità di un buco nero è così forte che nulla, nemmeno la luce, può sfuggirgli. Quando una particella attraversa l’orizzonte degli eventi di un buco nero, non può sfuggirgli.

Tuttavia, secondo il famoso fisico Stephen Hawking, a livello quantistico, una particella all’interno di un buco nero può gradualmente sfuggire. Proposta nel 1974, questa teoria afferma che un buco nero perde energia sotto forma di onde o particelle da appena fuori l’orizzonte degli eventi. Questo fenomeno viene definito radiazione di Hawking e fa sì che un buco nero perda tutta l’energia e alla fine evapori.

L’implicazione di questa teoria è pesante, nell’ambito del futuro dell’universo. Se questa teoria fosse vera alla fine tutto ciò che esiste verrebbe ad evaporare, trasformandosi in una tenue radiazione di evaporazione dei buchi neri.

Nel corso degli anni, i ricercatori hanno tentato diversi approcci per verificare questa teoria. Utilizzando mezzi come le onde d’acqua, i metamateriali ottici, la luce e i condensati di Bose-Einstein, uno stato in cui la materia e le particelle che la compongono sono ai loro livelli energetici più bassi.

Grazie ai progressi della ricerca sull’informatica quantistica, gli scienziati di diverse organizzazioni in Cina si sono riuniti per verificare le previsioni di Hawking a livello quantistico.

Creare un buco nero a livello quantistico

Il team composto da ricercatori dell’Accademia cinese delle scienze, dell’Università di Tianjin e dell’Accademia di scienze dell’informazione quantistica di Pechino ha sviluppato un supercomputer costituito da una catena di 10 qubit. Gli accoppiamenti interagenti sono stati controllati da nove accoppiatori sintonizzabili.

Il team è stato aiutato anche dai ricercatori del RIKEN Cluster for Pioneering Research in Giappone e ha fornito un percorso per simulare gli effetti quantistici dei buchi neri utilizzando chip superconduttori.

Gli esperimenti hanno mostrato una certa possibilità di irradiazione di una quasi-particella attraverso l’orizzonte degli eventi, dimostrando la veridicità della teoria di Hawking. Il team ha anche confermato che la simulazione della radiazione di Hawking è stata verificata misurando tutti i qubit al di fuori dell’orizzonte.

“I nostri risultati stimolerebbero un maggiore interesse a esplorare le caratteristiche correlate dei buchi neri utilizzando un processore superconduttore programmabile con accoppiatori sintonizzabili”, ha scritto il team nella ricerca pubblicata su Nature Communication all’inizio di questo mese.

L’informatica quantistica sta progredendo a ritmi rapidissimi: alcuni ricercatori cinesi hanno addirittura affermato che il loro computer quantistico è 180 milioni di volte più veloce dei supercomputer attualmente in uso negli Stati Uniti.