I computer tradizionali si basano sui bit, unità di informazione rappresentati da zero e da uno con cui vengono effettuate tutte le computazioni dei nostri strumenti digitali. I computer quantistici dal canto loro puntano a sostituirli con i qubit, unità di informazione quantistica che supera il codice binario permettendo la sovrapposizione e la combinazione di stati zero ed uno. Il futuro remoto però potrebbe essere un altro: un computer relativistico, che sfruttano i campi gravitazionali e le distorsioni che imprimono allo spazio-tempo per effettuare i loro calcoli e codificare le informazioni. O almeno, è lo scenario che emerge dall’ultimo lavoro di due ricercatori del politecnico di Bruxelles e dell’università della Svizzera Italiana di Lugano, pubblicato su Physical Review A.
Un lavoro teorico
La ricerca nasce per realizzare una serie di test con cui verificare la natura dinamica dello spazio-tempo, in accordo con la teoria della relatività generale di Einstein, e in contrapposizione con quanto emergeva invece dalla relatività ristretta, in cui lo spazio-tempo era ancora considerato un elemento statico, non qualcosa che viene curvato dalla presenza di massa e energia. Nel farlo, i due autori sono però arrivati ad ottenere un modello matematico che permette di verificare se lo spazio-tempo in una data regione è perturbato localmente, o meno, da effetti gravitazionali.
La loro analisi parte da uno scenario: tre o più persone che si scambiano informazioni per messaggio. Se fosse possibile manipolare lo spazio-tempo nella regione attraversata dai messaggi, si potrebbe interferire con la loro trasmissione, facendo in modo ad esempio che qualcuno riceva le informazioni destinate a qualcun altro, o che un messaggio partito prima arrivi dopo uno partito più tardi, e così via. È qui che i ricercatori si chiedono: è possibile stabilire se una delle persone che partecipano allo scambio di messaggi sta facendo qualcosa del genere?
Informatica gravitazionale
Come racconta un articolo del New Scientist, le equazioni presentate nel paper permettono di partire da uno scambio di informazioni, e determinare se è avvenuto, o meno, in un setting in cui stava avvenendo una manipolazione dello spazio-tempo. E in questo modo, rappresentano un primo tentativo di mettere in relazione la relatività generale, che descrive la realtà fisica in cui ci troviamo immersi, e la trasmissione delle informazioni. Qualcosa che fino ad oggi non era ancora stata affrontata con rigore matematico, e che aprirebbe le porte allo studio della computer science in ambito gravitazionale, cioè la trasmissione e codifica delle informazioni (informatica) attraverso effetti gravitazionali, utilizzando massa ed energia per distorcere lo spazio-tempo e i messaggi che lo attraversano.
Di recente, c’è chi ha proposto che l’esistenza dell’attrazione gravitazionale sia la prova del fatto che il nostro universo non è altro che una simulazione. In qualche modo, quindi, che per fare la gravità ci vuole un computer. Nessuno fino ad oggi aveva però pensato all’opposto: di fare un computer relativistico, con la gravità.
Il computer relativistico
Interpellati al riguardo, i due autori del paper – Eleftherios-Ermis Tselentis del politecnico di Bruxelles e Ämin Baumeler dell’Università di Lugano – ammettono che prima di pensare a simili applicazioni servirà ancora molto lavoro. In particolare, per studiare questi effetti gravitazionali su piccolissima scala: usare un pianeta per distorcere lo spazio-tempo all’interno di qualcosa di simile ad un enorme computer cosmico non è esattamente una soluzione realistica, e con masse di dimensioni più praticabili, gli effetti della gravità diventano di norma trascurabili.
Non che sia impossibile lavorare con la gravità su scala ridotta: gli orologi atomici, ad esempio, sono talmente sensibili da risentire degli effetti dei campi gravitazionali, e non è impensabile immaginare un futuro in cui con dispositivi del genere si riesca a realizzare qualcosa di simile ad un computer gravitazionale, una qualche altra applicazione delle equazioni di Tselentis e Baumeler. Di certo, avvertono i due, ci vorrà ancora molto, molto lavoro teorico e non, prima di arrivarci.
