Gli scienziati hanno utilizzato la ricerca all'avanguardia nel calcolo quantistico e nella tecnologia quantistica per aprire la strada a un approccio radicalmente nuovo per determinare come funziona il nostro Universo al suo livello più fondamentale.

Un team internazionale di esperti, guidato dall'Università di Nottingham, hanno dimostrato che solo la gravità quantistica e non quella classica potrebbe essere utilizzata per creare un determinato ingrediente informatico necessario per il calcolo quantistico. La loro ricerca "La non-gaussianità come firma di una teoria quantistica della gravità" è stata pubblicata oggi in PRX Quantum .

Il Dr. Richard Howl ha condotto la ricerca durante il suo periodo presso la School of Mathematics dell'Università di Nottingham, disse:"Da più di cento anni, i fisici hanno lottato per determinare come le due teorie fondamentali della scienza, teoria quantistica e relatività generale, che descrivono rispettivamente fenomeni microscopici e macroscopici, sono unificate in un'unica teoria generale della natura.

Durante questo periodo, hanno escogitato due approcci fondamentalmente contrastanti, chiamato 'gravità quantistica' e 'gravità classica'. Però, una completa mancanza di prove sperimentali significa che i fisici non sanno quale approccio abbia effettivamente la teoria generale, la nostra ricerca fornisce un approccio sperimentale per risolvere questo problema".

Questa nuova ricerca, che è una collaborazione tra esperti di informatica quantistica, gravità quantistica, e gli esperimenti quantistici trovano una connessione inaspettata tra i campi dell'informatica quantistica e la gravità quantistica e la utilizzano per proporre un modo per verificare sperimentalmente che esiste una gravità quantistica e non classica. L'esperimento suggerito implicherebbe il raffreddamento di miliardi di atomi in una trappola sferica di dimensioni millimetriche a temperature estremamente basse in modo che entrino in una nuova fase della materia, detto condensato di Bose-Einstein, e iniziare a comportarsi come un unico grande, atomo quantistico. Un campo magnetico viene quindi applicato a questo "atomo" in modo che senta solo la propria attrazione gravitazionale. Con tutto questo a posto, se il singolo atomo gravitante dimostra l'ingrediente chiave necessario per il calcolo quantistico, che è curiosamente associato a "probabilità negativa, "La natura deve adottare l'approccio della gravità quantistica.

Questo esperimento proposto utilizza la tecnologia attuale, coinvolge solo un singolo sistema quantistico, l'atomo gravitante, " e non si basa su ipotesi riguardanti la località dell'interazione, rendendolo più semplice degli approcci precedenti e potenzialmente accelerando la consegna del primo test sperimentale della gravità quantistica. I fisici allora, dopo più di cento anni di ricerca, finalmente avere informazioni sul vero generale, teoria fondamentale della natura.

Dott. Marios Christodoulou, dell'Università di Hong Kong che faceva parte della collaborazione, ha aggiunto:"Questa ricerca è particolarmente eccitante in quanto l'esperimento proposto si collegherebbe anche con l'idea più filosofica che l'universo si comporti come un immenso computer quantistico che calcola se stesso, dimostrando che le fluttuazioni quantistiche dello spaziotempo sono una vasta risorsa naturale per il calcolo quantistico".