{"id":121715,"date":"2025-05-16T07:28:18","date_gmt":"2025-05-16T06:28:18","guid":{"rendered":"https:\/\/helloproject.es\/vigilancia\/simulan-un-universo-inestable-con-computacion-cuantica\/"},"modified":"2025-05-16T07:28:18","modified_gmt":"2025-05-16T06:28:18","slug":"simulan-un-universo-inestable-con-computacion-cuantica","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/helloproject.es\/vigilancia\/simulan-un-universo-inestable-con-computacion-cuantica\/","title":{"rendered":"Simulan un universo inestable con computaci\u00f3n cu\u00e1ntica"},"content":{"rendered":"

Investigadores de tres pa\u00edses europeos han publicado un estudio en el que afirman haber obtenido informaci\u00f3n valiosa sobre la desintegraci\u00f3n del falso vac\u00edo, un proceso vinculado al origen del cosmos y al comportamiento de las part\u00edculas a escalas muy peque\u00f1as.<\/p>\n

Seg\u00fan los cient\u00edficos de la Universidad de Leeds (Reino Unido), el Instituto de Ciencia y Tecnolog\u00eda de Austria (ISTA) y el Centro de Supercomputaci\u00f3n de J\u00fclich (Alemania), esta primera simulaci\u00f3n es un paso adelante en la comprensi\u00f3n de la din\u00e1mica cu\u00e1ntica. Entender la f\u00edsica fundamental del universo es complejo, dada su inmensidad, pero la computaci\u00f3n cu\u00e1ntica puede ayudar a desentra\u00f1ar las leyes que lo rigen.<\/p>\n

Entender la f\u00edsica fundamental del universo es complejo por su inmensidad, pero la cu\u00e1ntica puede ayudar a desentra\u00f1ar las leyes que lo rigen<\/p>\n

En ese sentido, el autor principal del estudio, Zlatko Papic, catedr\u00e1tico de F\u00edsica Te\u00f3rica en Leeds, se\u00f1ala que este tipo de experimentos controlados son importantes para comprender la estructura y los procesos del universo, y as\u00ed determinar sus escalas temporales.<\/p>\n

\u201cEs emocionante contar con estas nuevas herramientas que podr\u00edan servir como un laboratorio pr\u00e1ctico para comprender los procesos din\u00e1micos fundamentales del universo\u201d, indica Papic.<\/p>\n

<\/a><\/p>\n

Un tipo especializado de ordenador cu\u00e1ntico<\/h2>\n

Los investigadores de los tres centros utilizaron un sistema con 5564 c\u00fabits \u2014los componentes b\u00e1sicos de la computaci\u00f3n cu\u00e1ntica\u2014 para imitar las propiedades de un universo metaestable y analizar c\u00f3mo estas variaban en un modelo unidimensional.<\/p>\n

El experimento se llev\u00f3 a cabo gracias a un annealer cu\u00e1ntico, una m\u00e1quina desarrollada por D-Wave Quantum<\/a>\u00a0para resolver problemas complejos de optimizaci\u00f3n. Aunque emplea miles de c\u00fabits, no se considera un ordenador cu\u00e1ntico universal, sino un dispositivo especializado cuya arquitectura est\u00e1 dise\u00f1ada para encontrar soluciones \u00f3ptimas dentro de espacios de posibilidad muy grandes.<\/p>\n

El equipo se propuso estudiar un modelo del universo sencillo dadas las limitaciones t\u00e9cnicas de la computaci\u00f3n cu\u00e1ntica<\/p>\n

El equipo estudi\u00f3 un modelo del universo sencillo dadas las limitaciones t\u00e9cnicas de la computaci\u00f3n cu\u00e1ntica<\/p>\n

\u00a0\u201cEstamos intentando desarrollar sistemas que nos permitan realizar experimentos sencillos para estudiar este tipo de cosas. El uso del annealer nos permite observarlos en tiempo real, de modo que podemos ver realmente qu\u00e9 est\u00e1 sucediendo\u201d, explica Papic.<\/p>\n

Por otro lado,\u00a0\u00abal aprovechar las capacidades de la cu\u00e1ntica, nuestro equipo ha abierto la puerta al estudio de sistemas cu\u00e1nticos de no equilibrio y transiciones de fase que de otro modo ser\u00edan dif\u00edciles de explorar con los m\u00e9todos inform\u00e1ticos tradicionales\u00bb, indica Jaka Vodeb, del Centro de Supercomputaci\u00f3n de J\u00fclich,<\/p>\n

<\/a><\/p>\n

La teor\u00eda del universo metaestable<\/h2>\n

Hace aproximadamente 50 a\u00f1os, se propuso un modelo en la teor\u00eda cu\u00e1ntica de campos seg\u00fan el cual el cosmos podr\u00eda estar contenido en un falso vac\u00edo. Esto supondr\u00eda que, pese a aparentar estabilidad, su energ\u00eda podr\u00eda decaer y transitar hacia una fase estable definitiva.<\/p>\n

En f\u00edsica se conoce a esta fase como metaestabilidad, y durante la transici\u00f3n al estado final, los expertos apuntan que la estructura del universo sufrir\u00eda un cambio catastr\u00f3fico. Predecir cu\u00e1ndo ocurrir\u00e1 es complejo, pero se cree que probablemente suceda en un periodo astron\u00f3micamente largo, de millones de a\u00f1os.<\/p>\n

El modelo simula un universo en falso vac\u00edo, donde burbujas que se forman e interact\u00faan provocan el fin de esa aparente estabilidad<\/p>\n

La estructura del modelo se basa en la interacci\u00f3n de burbujas, similares a las que se forman en el vapor de agua enfriado por debajo de su punto de condensaci\u00f3n. Su formaci\u00f3n y propagaci\u00f3n ser\u00edan el desencadenante que romper\u00eda ese estado de falso vac\u00edo, es decir, de falsa estabilidad.<\/p>\n

Ahora, la simulaci\u00f3n cu\u00e1ntica ha permitido a los cient\u00edficos observar la\u00a0intrincada \u2018danza\u2019 de las burbujas en tiempo real. Las observaciones revelaron que la din\u00e1mica no consiste en eventos aislados, sino en interacciones complejas, incluyendo c\u00f3mo las burbujas m\u00e1s peque\u00f1as pueden influir en las m\u00e1s grandes.<\/p>\n

Los resultados han sido publicados en la revista Nature Physics, donde el equipo afirma que sus hallazgos ofrecen nuevas perspectivas sobre c\u00f3mo pudieron haber ocurrido estas\u00a0transiciones poco despu\u00e9s del Big Bang.<\/p>\n

<\/a><\/p>\n

Simular el modelo est\u00e1ndar universal<\/h2>\n

El estudio se ha realizado con un modelo simple de un universo unidimensional. Para alcanzar las tres dimensiones, se necesitar\u00edan muchas m\u00e1s extensiones cu\u00e1nticas a\u00fan no disponibles. Adem\u00e1s, el Modelo Est\u00e1ndar Universal es m\u00e1s complejo e involucra part\u00edculas y campos de gauge que no est\u00e1n presentes en el modelo de metaestabilidad.<\/p>\n

\u201cLos dispositivos cu\u00e1nticos no simulan directamente el universo, sino solo su modelo simplificado, que puede describirse en t\u00e9rminos de c\u00fabits y puertas cu\u00e1nticas que operan sobre ellos. Estos modelos deben ser lo suficientemente simples para poder codificarse eficientemente en t\u00e9rminos de c\u00fabits\u201d, se\u00f1ala Zlatko Papic, a SINC.<\/p>\n

<\/p>\n

Nuestra simulaci\u00f3n reproduce un modelo b\u00e1sico, un toy model, pero permite observar fen\u00f3menos imposibles de estudiar directamente en el universo real por las escalas de tiempo astron\u00f3micas implicadas<\/p>\n

Zlatko Papic, lider del estudio (Universidad de Leeds)
\n<\/p>\n

En este sentido Papic explica:\u00a0\u201cNuestra simulaci\u00f3n se basa en un modelo muy b\u00e1sico, lo que en f\u00edsica llamamos un toy model \u2014una representaci\u00f3n simplificada que no reproduce el universo real, pero permite estudiar din\u00e1micas esenciales de forma controlada. Estos experimentos no son posibles en el universo real debido a las escalas astron\u00f3micas que implican\u201d.<\/p>\n

El investigador subraya que\u00a0\u201clas simulaciones cu\u00e1nticas para el modelo est\u00e1ndar son mucho m\u00e1s desafiantes, algo que queda pendiente para futuros trabajos que, con suerte, tendr\u00e1n implicaciones m\u00e1s directas en las teor\u00edas \u2018verdaderas\u2019 que rigen nuestro universo\u201d.<\/p>\n

No obstante, los autores opinan que sus hallazgos demuestran que comprender el origen y el destino del universo no siempre requiere experimentos multimillonarios en instalaciones especializadas de alta energ\u00eda, como el\u00a0Gran Colisionador de Hadrones (LHC) del CERN.<\/p>\n

\u201cEste tipo de experimentos y los realizados por el CERN definitivamente son complementarios, ya que tienen objetivos y alcances completamente diferentes. Esto tambi\u00e9n se refleja en el t\u00e9rmino \u2018simulaci\u00f3n cu\u00e1ntica\u2019, que implica que se enfocan en un modelo simplificado de fen\u00f3menos f\u00edsicos, en lugar de la realidad f\u00edsica en s\u00ed misma\u201d, concluye Papic.<\/p>\n

<\/a><\/p>\n

Estructura y evoluci\u00f3n del cosmos<\/h2>\n

Las simulaciones cu\u00e1nticas pueden ayudar a comprender mejor la estructura y evoluci\u00f3n del universo. Los fen\u00f3menos cosmol\u00f3gicos se desarrollan a lo largo de escalas de tiempo astron\u00f3micas \u2014de miles de millones de a\u00f1os\u2014 y solo pueden observarse.<\/p>\n

Sin embargo, agrega Papic,\u00a0\u201clas simulaciones cu\u00e1nticas permiten manipular directamente el sistema bajo estudio, por ejemplo, investigar qu\u00e9 sucede si se ajustan ligeramente ciertos par\u00e1metros, as\u00ed como inducir din\u00e1micas que podr\u00edan no ocurrir en circunstancias normales\u201d.<\/p>\n

Este estudio tambi\u00e9n ayuda a mejorar la eficiencia de la cu\u00e1ntica, por ejemplo, en la gesti\u00f3n de errores o en la realizaci\u00f3n de c\u00e1lculos complejos<\/p>\n

Seg\u00fan los autores, las implicaciones pr\u00e1cticas de este estudio tambi\u00e9n comprenden la mejora de la eficiencia de esta tecnolog\u00eda, por ejemplo, en la gesti\u00f3n de errores o en la realizaci\u00f3n de c\u00e1lculos complejos.<\/p>\n

Tambi\u00e9n destacan que el potencial de los ordenadores cu\u00e1nticos podr\u00eda extenderse a otras disciplinas ajenas a la f\u00edsica te\u00f3rica.<\/p>\n

\u201cEstos avances no solo ampl\u00edan los l\u00edmites del conocimiento cient\u00edfico, sino que tambi\u00e9n allanan el camino para futuras tecnolog\u00edas que podr\u00edan revolucionar campos como la criptograf\u00eda, la ciencia de los materiales y la inform\u00e1tica energ\u00e9ticamente eficiente\u201d, concluye Vodeb.<\/p>\n

Referencia:<\/p>\n

Papic, Z. et. al. \u201cStirring the false vacuum via interacting quantized bubbles on a 5,564-qubit quantum annealer\u201d.\u00a0Nature Physics <\/a>(2025)<\/p>","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

Investigadores de tres pa\u00edses europeos han publicado un estudio en el que afirman haber obtenido informaci\u00f3n valiosa sobre la desintegraci\u00f3n del falso vac\u00edo, un proceso vinculado al origen del cosmos y al comportamiento de las part\u00edculas a escalas muy peque\u00f1as. 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