Desarrollan una máquina para anticipar los futuros posibles

El dispositivo utiliza un principio fundamental de la mecánica cuántica para tratar de determinar todas las posibilidades existentes en un proceso de toma de decisiones.


El profesor Mile Gu, un experto de la Facultad de Ciencias Matemáticas y Físicas de la Universidad Tecnológica de Nanyang (NTU), en Singapur, tiene dos grandes pasiones: el antiquísimo juego de estrategia go y la mecánica cuántica; en concreto, cómo aprovechar esta disciplina, que estudia lo que sucede con la materia a escalas diminutas, para tratar de simular procesos y correlaciones especialmente complejas. Y si hay una que lo es, es el modo en que se construye el futuro.

 

“Cuando pensamos en lo que ha de suceder, nos topamos con una inmensa cantidad de posibilidades. Es más, su número aumenta de forma exponencial a medida que vamos adentrándonos en el porvenir. Imaginemos que solo pudiéramos optar entre dos opciones cada minuto. Pues bien, en menos de media hora se habrían generado catorce millones de futuros posibles; antes de que pasara un día, su número superaría al de átomos existentes en todo el universo”, explica este científico. La cuestión es: ¿sería posible anticiparlos de algún modo?

Gu y un grupo de colaboradores de la citada institución asiática se percataron de que podrían examinar todos esos futuros con un algoritmo especial si eran capaces de situarlos en un estado de superposición cuántica. Este principio fundamental de la mecánica cuántica sostiene que un sistema físico puede existir en varios estados a la vez –un fotón, por ejemplo, existiría simultáneamente como onda y partícula–, pero cuando se mide se concreta en uno de ellos. En 1935, el físico Erwin Schrödinger planteó un experimento mental que, desde entonces, se suele utilizar para tratar de comprender cómo es posible que algo se presente en varios estados en un mismo momento, lo que, a todas luces, parece un sinsentido.

Otra vez el gato de Schrödinger

En tal ensayo, conocido simplemente como "el gato de Schrödinger", este nos propone que imaginemos a uno de estos felinos encerrado en una caja. En ella, hay dos recipientes: uno contiene  alimento y el otro un compuesto venenoso letal. El gato acabará probando uno u otro, por lo que, según lo que haga, estará vivo o muerto. Pero desde el punto de vista cuántico, el animal se encontrará a la vez en ambos estados –la citada superposición–, al menos hasta que alguien abra la caja y observe lo que ha ocurrido, momento en el que se concreta una de las posibilidades.

El equipo liderado por Gu se puso en contacto con unos científicos del Centro de Dinámica Cuántica de la Universidad Griffith, en Australia, para tratar de determinar si era posible desarrollar un dispositivo capaz de gestionar los posibles futuros que emanarían de una toma de decisiones. Juntos idearon un procesador que usa la ubicación de los fotones para representar todas esas opciones, por lo que su estado es, en esencia, una superposición de múltiples futuros potenciales, valorados en función de la probabilidad de que puedan suceder.

“Su funcionamiento se inspira en la obra del físico teórico Richard Feynman”, indica en un comunicado Jayne Thompson, de la NTU, que ha participado en esta iniciativa. “Feynman, que obtuvo el Nobel, se percató de que cuando una partícula viaja del punto A al punto B no tiene por qué seguir un único camino. Por el contrario, recorre simultáneamente todas las rutas posibles que conectan ambos puntos. Nuestro trabajo aprovecha este fenómeno para poder modelar futuros estadísticos”, añade. De hecho, el ingenio ya permite medir el impacto que tiene nuestra predisposición a elegir una determinada opción.

Una IA mejorada

El físico Farzad Ghafari, coautor del estudio, asegura que cuando se interfieren entre sí esas superposiciones se puede evitar observar por completo cada futuro de forma individual. “Muchos sistemas de inteligencia artificial (IA) aprenden cuando detectan cómo pequeños cambios acaban suscitando resultados muy diferentes; nuestra aproximación quizá permita que una IA mejorada de forma cuántica reconozca los efectos que tendrán sus acciones de un modo mucho más eficiente”, indica.

De momento, el mencionado prototipo simula dieciséis futuros simultáneamente, pero, en opinión de los investigadores, el algoritmo cuántico que emplea podría, en teoría, gestionar todas las opciones posibles, sin límite alguno.

Referencia: Interfering trajectories in experimental quantum-enhanced stochastic simulation. Farzad Ghafari et al. Nature Communications (2019).

Abraham Alonso

Abraham Alonso

Desde 1997 me dedico a la feroz tarea de contar la ciencia –lo único que puede salvarnos de nosotros mismos– y el futuro. A veces lo consigo.

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