GR=QM, el nuevo eslogan de Susskind

Dibujo20180103 gr equal qm susskind arxiv 1708 03040

Leonard Susskind en 2013 nos regaló su eslogan ER=EPR y en 2017 nos ha regalado su nuevo eslogan GR=QM. En apariencia afirma que la relatividad general (GR) y la mecánica cuántica (QM) son teorías duales, como lo serían los agujeros de gusano tipo puente de Einstein–Rosen (ER) y el entrelazamiento cuántico en la paradoja de Einstein–Podolsky–Rosen (EPR). Pero la idea de Susskind va más allá, pues está dirigida a los expertos en computación cuántica (Dear Qubitzers).

El neoyorquino afincado en California sugiere que la única manera de avanzar en el campo de la gravitación cuántica es mediante experimentos. Siendo imposible alcanzar la escala de energías de Planck, la única opción es recurrir a la futura simulación mediante ordenadores cuánticos de los diferentes candidatos a teoría cuántica de la gravitación. Por tanto, la baza está en la mano de los qubitzers, que podrán estudiar diferentes realizaciones de la dualidad AdS/CFT en simuladores cuánticos analógicos, confirmando la conjetura de Maldacena, así como el eslogan ER=EPR de Maldacena–Susskind.

El español Juan Ignacio Cirac y muchos otros expertos en ordenadores cuánticos analógicos están emocionados con la propuesta de Susskind, que se han tomado muy en serio, pero mucho más en serio de lo que puedes imaginar. Solo el tiempo nos dirá si el impacto de GR=QM alcanza las cotas alcanzadas por la dualidad AdS/CFT. Aún así, sobre todo si eres aficionado a la metafísica, te recomiendo leer a Leonard Susskind, “Dear Qubitzers, GR=QM,” arXiv:1708.03040 [hep-th] (10 Aug 2017).

Por cierto, por ahora, la propuesta GR=QM ha recibido bastantes críticas entre los físicos teóricos; solo parece convencer a los expertos en ordenadores cuánticos, como no podía ser de otra forma, pues va dirigida a ellos. Entre las críticas entre los divulgadores de física más conocidos puedes leer a Peter Woit , “GR=QM?” Not Even Wrong, 10 Aug 2017; Luboš Motl, “GR=QM paper shows Susskind isn’t a real co-father of ER=EPR,” TRF, 11 Aug 2017; Matt von Hippel, “Epistemology, Not Metaphysics, Justifies Experiments,” 4 gravitons, 29 Dec 2017; y muchos otros.

Te recomiendo disfrutar de este vídeo, donde se explica muy bien la idea clave de Susskind. La gravitación es una interacción clásica emergente a partir de un sistema cuántico adecuado (aún no descubierto). Por tanto, toda simulación cuántica analógica es equivalente a un experimento de (alguna) gravitación cuántica. La analogía física entre sistema real y sistema simulado se transforma en una equivalencia física. Por tanto el camino hacia la teoría cuántica de la gravitación pasa por encontrar entre todos los sistemas cuánticos que se pueden simular con ordenadores cuánticos analógicos los que mejor describen lo que ya sabemos sobre la gravitación. Un camino firme que desprecia las ideas que nacen en la mente de los físicos teóricos y se apunta a las observaciones experimentales en simuladores cuánticos.

El futuro de los simuladores cuánticos es muy prometedor; sin lugar a dudas los primeros ordenadores cuánticos útiles en la práctica serán ordenadores cuánticos analógicos de propósito específico para la simulación de sistemas cuánticos. Quizás en menos de una década se lograra este hito científicotecnológico. El eslogan GR=QM implicaría entonces que los primeros experimentos en gravitación cuántica podrían ser una realidad en menos de un década. Ni en los sueños más húmedos de los expertos en gravitación cuántica aparecía esta posibilidad.

Por supuesto, con una mentalidad clásica, la diferencia entre un experimento en una simulación de un sistema físico y un experimento real en dicho sistema físico es enorme. Para Susskind, esta diferencia epistemológica es aparente; como la gravitación es emergente, no puede haber ninguna diferencia entre simular un sistema gravitacional cuántico y experimentar con dicho sistema gravitacional cuántico. Esta es la gracia de GR=QM (gracia entendida como don, no como chiste).

Aún así, los críticos lo tienen claro. La metafísica transformada en epistemología. El postmodernismo entrando por la puerta grande en la física teórica. Susskind chocheando. Pero, y si se equivocan, y si estamos ante una de las grandes ideas del siglo XXI. Te recomiendo disfrutar de su conferencia en el IAS gracias al vídeo de youtube de más arriba. No será un tiempo malgastado y con seguridad te hará pensar.

12 comentarios

Participa Suscríbete

Eduardo Matías Eduardo Matías

Con una mentalidad clásica, la diferencia entre un experimento en una simulación de un sistema físico y un experimento real en dicho sistema físico es enorme.
Pero experimentar en simulaciones es lo que se hace a diario en física computacional, ¿no?

Francisco R. Villatoro Francisco R. Villatoro

Exacto, pero en física computacional se usan ordenadores clásicos, lo que impide explorar la gravitación cuántica para muchos grados de libertad; como ya decía Feynman en 1983, y reivindica Susskind, para sistemas cuánticos se requiere una física computacional cuántica, basada en ordenadores cuánticos (aunque sean analógicos).

Juan Manuel Jones Volonte Juan Manuel Jones Volonte

Me gusta mucho el estilo de Susskind y sus ideas, el no tiene problema en retractarse, y yo lo veo alejándose de los “string theorists”, buscando mayor simplicidad en la física moderna. Junto a Preskill es de los que mas escucho y leo.

Ramiro Hum-Sah Ramiro Hum-Sah

El problema Juan Manuel, es que en realidad no hay simplicidad en lo que Susskind dice porque no hay ningún cálculo específico que puedas realizar usando las ideas de las que habla. No niego que es una fiesta y un gran placer leerle y escucharle pero soy muy escéptico. Si eres seguidos de Preskill tal vez habrás visto que el tiene papers donde explica que simular un sistema cuántico, entendiéndose (por simplicidad) este de manera ingenua como un sistema físico de grados de libertad finitos, es diferente a simular un sistema de campos cuánticos; no me queda claro que la simulación de sistemas cuánticos gravitatorios esté en alguna clase de complejidad que sea atacable con computación cuántica, si pensamos en cuerdas debemos recordar que esta es profundamente más sofisticada que una teoría de campos “usual” así mismo no me es claro cuáles serán los parámetros con los que describirás el sistema, ¿cuál es el ejemplo más simple que captura toda la complejidad de un fenómeno cuántico de la gravedad?, ¿Cuáles son el “imput” y el “output”? entre muchísimas otras preguntas más.

Pensemos en el escenario en que Susskind tuviese razón, cabe preguntarse si hay consecuencias importantes para las Matemáticas, quiero decir; teoría de cuerdas tiene sectores topológicos que computan cantidades físicas y que dichos cálculos son isomorfos a problemas matemáticos computacionalmente sofisticados como modelos combinatorios de cristales (dimers), isomorfismo de ciertos grafos o nudos etc. Algunos de los cuales son implausibles de atacar genéricamente aún con ordenadores cuánticos.

No creo que Susskind tenga el hilo negro, pero como Francis suele decir: ojalá estemos equivocados y sea una de las grandes ideas de nuestro tiempo.

Pedro Mascarós Pedro Mascarós

Independientemente, Ramiro, de que pueda o no llevarse a cabo estas simulaciones, tal como comentas, creo que hay dos puntos buenísimos:

1) Si el laboratorio que yo imagino, con sus características físicas, sean las que sean, es tal, que yo podría comunicarme con él, intercambiar información y llegar a conclusiones sobre él, entonces es REAL, y dice cosas sobre la física de nuestro espacio tiempo.

2) Una simulación cuántica analógica es un sistema cuántico REAL.

Pelau Pelau

La belleza de la conjetura es hechizante. Pero los argumentos en contra de Motl [1] y von Hippel [2] son aplastantes…

[1] “For example, in the basic ER-EPR correspondence, it’s important that the wormhole is non-traversable. An analogous equivalence statement that would talk about traversable wormholes wouldn’t be true.”

[2] “Let’s get this out of the way first: we can’t learn which theory describes quantum gravity in our own world.
That’s because every one of these experiments relies on setting up a quantum system with particular properties. Every time, you’re choosing the “boundary theory”, the quantum mechanical side of GR=QM. Either you choose a theory with a known gravity partner, and you know how the inside should behave, or you choose a theory with an unknown partner. Either way, you have no reason to expect the gravity side to resemble the world we live in.”

Saludos.

Pedro Mascarós Pedro Mascarós

Pelau, sobre el punto [2], si se prepara una simulación cuántica analógica, tal que se produzcan los efectos gravitatorios esperados…por muy preparado de antemano que esté…entonces, no hay duda de que lo que tienes es real y está ocurriendo en tu universo…piénsalo; otra cosa muy distinta, es que no se consiga porque sea imposible físicamente tal simulación, en tal caso, carpetazo.

Pelau Pelau

Todo lo relativo al protocolo sería real, sin duda, y sólo por eso el experimento amerita ser llevado a cabo sí o sí.

La pega que yo le veo es que el input de la simulación está sesgado, depende totalmente de que los agujeros de gusano sean tal como Susskind piensa, y si no lo son, el output dará una gravedad que no es la de nuestro universo.

Pero oye, que eso igual sería fascinante y podríamos aprender un montón acerca de nuestra gravedad. ¡Incluso podría suceder que Susskind dio en el clavo!

I want to believe 🙂

Curioseando Curioseando

Paco, si ves el vídeo en YouTube, tiene una opción que genera los subtítulos en inglés automáticamente (a veces se equivoca en alguna palabra o frase).

Pedro Mascarós Pedro Mascarós

Ostras, es que la idea es bonita, bonita, bonita ¿os imagináis?

Ciertamente, nos quedaríamos más tranquilos si viniera de alguien joven, pero oye…quien sabe…

Deja un comentario

Tu dirección de correo electrónico no será publicada. Los campos obligatorios están marcados con *