Computador quântico simula buraco de minhoca pela primeira vez

A possibilidade de pegar um atalho e ir de um ponto do Universo a outro muito distante, se é que existe (como dá a entender a Teoria da Relatividade de Albert Einstein), começa a ser testada via tecnologia.

Maria Spiropulu, do Instituto de Tecnologia da Califórnia, e colegas pesquisadores usaram o computador quântico Sycamore, do Google, para simular um “buraco de minhoca holográfico” – na linguagem da astronomia, “buraco de minhoca” (warmhole em inglês) seria um túnel através do espaço-tempo que permitiria viagens pelo infinito, tendo buracos negros em cada ponta.

Os cientistas simularam um tipo de buraco de minhoca através do qual poderiam passar uma mensagem, e examinaram como seria essa jornada.

Para esta simulação, a “mensagem” era um sinal contendo um qubit (bit quântico) em uma superposição de 1 e 0. Ele entrou de um lado do buraco de minhoca artificial e saiu do outro. Sucesso! Como num teletransporte.

Se estivéssemos tratando de um buraco de minhoca real (ninguém ainda conseguiu provar que existe; é só uma possibilidade teórica), essa jornada seria bem diferente, mediada pela gravidade. Mas o modelo holográfico usa efeitos quânticos como um substituto para a gravidade. E isso simplifica bastante a simulação. 

“O sinal embaralha, torna-se mingau, torna-se um caos e, em seguida, é recomposto e aparece imaculado do outro lado”, diz Spiropulu. “Mesmo neste minúsculo sistema, poderíamos sustentar o buraco de minhoca e observar exatamente o que esperávamos.” Isso ocorre por causa do emaranhamento quântico entre os dois buracos negros, que permite que a informação que cai em uma extremidade do buraco de minhoca saia preservada na outra extremidade. 

A maior de todas as questões

Simulações como essa podem ajudar a entender como combinar esses dois conceitos em uma teoria da gravidade quântica – talvez o problema mais difícil e mais importante da física no momento. Porque tanto a mecânica quântica, que governa o muito pequeno, quanto a relatividade geral, que descreve a gravidade e o muito grande, são bem-sucedidas em seus respectivos domínios… mas nem se cumprimentam na rua. Simplesmente não se encaixam.. 

E é aí que entra a holografia. Ela permite que os físicos criem um sistema menos complexo, mas que seja equivalente ao original, da mesma forma que um holograma bidimensional pode mostrar detalhes tridimensionais.

A criação desses cientistas mantém o mistério sobre a existência dos buracos de minhoca. Mas dá pistas de como eles poderiam nos levar a viagens interestelares incríveis no futuro, se um dia isso for possível – não apenas no campo da teoria.