Come costruire un computer superluminale

La velocità della luce rappresenta uno dei limiti fondamentali delle leggi della fisica. Niente può viaggiare più veloce della velocità della luce, giusto?

Bene, sì e no, dicono Volkmar Putz e Karl Svozil presso l'Università di Tecnologia di Vienna in Austria. Dicono che ci sono diversi modi in cui i segnali possono attraversare la linea superluminale, sebbene nessuno di questi consenta il tipo di paradossi del viaggio nel tempo amati dagli scrittori di fantascienza. Ad esempio, il fenomeno quantistico dell'entanglement si verifica quando due particelle quantistiche sono descritte dalla stessa funzione d'onda. Queste particelle possono essere separate dal diametro dell'universo e tuttavia una misurazione su una influenzerà istantaneamente l'altra.

Il cosiddetto fenomeno non locale non può essere utilizzato per trasmettere informazioni a una velocità superiore alla velocità della luce, ma Putz e Svozil oggi si chiedono se possa essere utilizzato per elaborarle, per svolgere compiti computazionali a velocità superluminali. Dicono che non c'è motivo per no, a condizione che l'elaborazione non porti a paradossi di viaggio nel tempo.

Come potrebbe funzionare una macchina del genere? Putz e Svozil sottolineano che fenomeni non locali possono portare a materiali in cui l'indice di rifrazione è inferiore a uno, consentendo così velocità superluminali. Ad esempio, la luce che viaggia nel vuoto può essere fatta formare spontaneamente in una coppia elettrone-positrone, una coppia entangled, che poi si ricombina per formare nuovamente un fotone. Questo processo avviene istantaneamente, consentendo al fotone di saltare efficacemente attraverso lo spazio.

Un materiale in cui è stato promosso questo tipo di formazione e ricombinazione di coppie avrebbe un indice di rifrazione inferiore a uno, dicono. Vari fisici hanno proposto tali materiali fatti di cose come i metamateriali. Putz e Svozil stessi suggeriscono che un vuoto pieno di elettroni o positroni farebbe il trucco.

Avendo creato un mezzo in cui l'indice di rifrazione è inferiore a uno, l'idea di Putz e Svozil è semplicemente quella di immergervi un computer. Quel semplice atto (e presumibilmente un progetto intelligente per creare un computer ottico in primo luogo) consentirebbe l'esecuzione del calcolo superluminale.

Supponendo che questo dispositivo possa essere effettivamente costruito, cosa potresti fare con un computer superluminale? Questa è una buona domanda che Putz e Svozil non affrontano direttamente. Dicono che un dispositivo del genere rientrerebbe in una classe di macchine di elaborazione note come ipercomputer. Questi sono ipotetici dispositivi più potenti delle macchine di Turing, che consentono calcoli non di Turing. Furono discussi per la prima volta da Alan Turing negli anni '30.

In teoria, gli ipercomputer possono calcolare determinati tipi di funzioni altrimenti non calcolabili. Sembra utile, ma anche se ci sono innumerevoli funzioni non calcolabili, in realtà è piuttosto difficile trovare un esempio che possa sembrare utile. Se hai qualche idea, pubblicala nella sezione commenti.

Altrimenti siediti e aspetta una nuova era di hypercomputer superluminali. Ma non trattenere il respiro.

Rif: arxiv.org/abs/1003.1238 : Al limite fisico della velocità di comunicazione tramite segnali luminosi

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