La guía WIRED del mundo cuántico para los amantes de la cultura geek
El mundo cuántico es un reino donde las reglas de la física convencional de disuelven y dejan lugar a comportamientos que desafían nuestra comprensión. Desde partículas subatómicas que existen en múltiples lugares a la vez, hasta fenómenos que sugieren que nuestra realidad podría no ser tan «real» como creemos, la física cuántica es un campo que continúa fascinando tanto a científicos como al equipo de WIRED.
Por ello, pedimos al profesor Keisuke Fujii que participa en la investigación de la computación cuántica en la Universidad de Osaka, Japón, que nos hable de obras que tienen elementos cuánticos en su narrativa.
1| Ataque a los titanes
Hajime Isayama
¿Qué es la realidad?
El manga Shingeki no Kyojin (Ataque a los titanes) cuenta la historia de Eren Jaeger, que vive en un mundo donde la humanidad se está extinguiendo a causa de monstruos superinteligentes llamados «titanes». Los supervivientes se refugian detrás de tres grandes murallas. Jaeger decide unirse al ejército para destruir a los titanes, lo que desencadena repercusiones importantes para el protagonista y para sus iguales.
Esta obra es una analogía muy buena para explicar la relación con la mecánica cuántica. En el Ataque a los titanes el «mundo real» se expande con cada brecha en el muro. Esto se solapa con el descubrimiento y el control de la mecánica cuántica, y con el hecho de que la humanidad salga «fuera de los muros» con la nueva tecnología de la computadora cuántica. Los cálculos imposibles dentro de los muros clásicos se hacen posibles en el mundo cuántico.
2| Tsuru no Ongaeshi
Setsuko Hasegawa
La versión japonesa del gato de Schrödinger.
Tsuru no Ongaeshi (La devolución de un favor de la grulla) es un cuento muy popular. En la historia, un hombre encuentra una grulla con una flecha clavada, venda la herida y unos días después, esta se convierte en una pequeña niña. La grulla puede quedarse en su forma original o bien ser una niña, una condición que se asemeja a la «superposición» en el mundo cuántico. Y lo que es más importante, el hombre no puede mirar dentro de la habitación donde permanece la pequeña.
Cuando el protagonista mira dentro de la habitación, la grulla desaparece, lo que corresponde a lo que la mecánica cuántica llama «contracción de la función de onda por observación». Los estados cuánticos tienen la propiedad de que se rompen en el momento en que se intentan observar y quedan fijos en uno u otro estado. Esto significa que las superposiciones no pueden ser observadas directamente por el ser humano. El gato de Schrödinger es una parábola sobre la superposición muy conocida en Occidente, pero para los japoneses, cuentos populares como Tsuru no Ongaeshi son más interesantes para contarla.
3| Reversi
La clave está en si se juega o no
El reversi es un juego de mesa que suele utilizarse para explicar la «superposición». Los valores binarios del blanco y el negro son análogos a los ceros. En otras palabras, una misma pieza puede ser blanca y negra a la vez. Aún más importante es la relación entre el observador y el juego. En la mecánica clásica, las fuerzas del universo juegan al reversi y nosotros observamos las reglas desde fuera. Por ejemplo, si jugamos con las blancas, la piedra de en medio será blanca. En otras palabras, el observador está fuera del sistema físico y no influye en él. En cambio, en la mecánica cuántica, uno mismo es un jugador, y sus observaciones y acciones afectan al propio juego. Es como si la naturaleza fuera blanca y tú negro, y se golpearan mutuamente.
4| Hello World
Toho
Gemelos digitales
Hello World es una historia de amor futurista ambientada en Kioto, Japón. A medida que el protagonista del futuro intenta alterar el pasado, la frontera entre la realidad y la realidad virtual se difumina y se revela la verdad del mundo. Un aspecto interesante de la película es la visión gemela digital del mundo, creada a partir de un dispositivo de memoria. Este acumula grandes cantidades de datos, almacenando diversos acontecimientos históricos desde el pasado hasta el futuro, es decir, superponiendo los estados de varios ejes temporales. Esto es muy similar a los «estados de historia» en la investigación de las computadoras cuánticas. Los estados históricos se refieren al concepto de que el estado en un momento determinado puede obtenerse midiendo la superposición de estados en varios pasos desde el momento inicial del cómputo. Aunque es una gran forma de entender el mundo cuántico, sería difícil crear un gemelo digital real con tanta precisión. Sería como calcular cada átomo del planeta.
5| Summer Wars
Warner Bros. Pictures
La mente de Kenji es como una computadora cuántica
Lo primero interesante de Summer Wars es que el protagonista, Kenji Koiso, estudia el «algoritmo de Shor». Este fue uno de los principales catalizadores de la investigación en computadoras cuánticas en la década de 1990, y se creó para resolver la factorización de números primos de forma eficiente. En la película, cuando el mundo virtual «OZ» es secuestrado, Kenji trabaja en la factorización de números primos para descifrar el código. Hay una escena en la que la supercomputadora de Kenji se enfría con el hielo de un barco pesquero mientras realiza los cálculos, pero el problema que seguía sin poder resolver podría describirse como una computadora cuántica.
En esta entrega de PROMPTING nos sumergimos en el futuro inminente de la programación con IA.
6| Steins; Gate Elite
MAGES
¿Y si consideramos la divergencia de las líneas del mundo desde un punto de vista teórico-cuántico?
La división de las líneas del mundo representada en la historia de Steins; Gate Elite está relacionada con la «interpretación de muchos mundos» de la mecánica cuántica. Lo mismo puede decirse de la ya mencionada «superposición», en la que diferentes sucesos ocurren al mismo tiempo, lo que a su vez puede interpretarse como ramificaciones en diferentes mundos paralelos. Es lo que se denomina «interpretación de muchos mundos». Otro aspecto interesante es que la alteración del mundo en la obra es similar al concepto de «amplificación de la amplitud de probabilidad» en las computadoras cuánticas. En una máquina cuántica, la probabilidad de un resultado concreto puede aumentarse utilizando efectos de interferencia de una superposición de varias posibilidades. En otras palabras, es posible aumentar la probabilidad de un «futuro deseable». Sin embargo, desde el punto de vista de la teoría cuántica, puede ser más exacto decir «manipular la posibilidad de un futuro diferente mediante interferencia» en lugar de «regresar al pasado y cambiar el futuro».
7| Guía del Autoestopista Galáctico
Douglas Adams
La novela en sí tiene un aire de mecánica cuántica.
El texto de esta novela es en sí mismo mecánica cuántica. The Hitchhiker’s Guide to the Galaxy (Guía del Autoestopista Galáctico) desarrolla un escenario en el que la Tierra está diseñada como una supercomputadora. Una máquina llamada «Pensamiento Profundo» realiza 7.5 millones de años de cálculos en busca de «la respuesta definitiva a la humanidad, el universo y la vida». El resultado es «42», pero para entender la respuesta y el significado de la pregunta en primer lugar, se creó una computadora llamada «Tierra». Esta configuración es similar a la de una máquina cuántica. La naturaleza ha realizado varios «cálculos» durante miles de millones de años, como la fotosíntesis y la fijación del nitrógeno, para encontrar la solución óptima. A la humanidad solo se le han mostrado las respuestas y no sabe cómo resolverlas. Si logramos entender el proceso con una computadora cuántica, podremos abrir el camino a las aplicaciones. Es emocionante pensar que la Tierra fue creada para entender el «42» y que la humanidad está creando computadoras para entender las respuestas.
8| Interstellar
Warner Bros Films
Superproducción de ciencia ficción de Christopher Nolan. La película describe una teoría cuántica de contacto entre múltiples mundos que trasciende el tiempo y el espacio. Los asesores científicos de la película publicaron un artículo sobre los resultados de la investigación realizada para la película.
9| Godzilla: Punto Singular
Toho
Dos jóvenes genios utilizan la ciencia para evitar una «catástrofe» causada por Godzilla. Animación de ciencia ficción con guion e historia de Enjou To. Se utiliza la supercalculadora del tiempo «Shiva» para descifrar el futuro, y se perciben elementos de la mecánica cuántica.
10| Outer Wilds
Mobius Digital
Videojuego de aventuras y acción de ciencia ficción ambientado en un sistema estelar atrapado en un bucle temporal sin fin. Un elemento clave de la mecánica cuántica es que un estado no puede determinarse hasta que se observa, y esta es la clave de la estrategia del juego.
¿Por qué es inevitable la «singularidad»? ¿Nos seguimos equivocando con la tecnología? Una entrevista exclusiva de WIRED con un pensador poco común y autor del último libro NEXUS: A Human History of Information.
11| Spider-Man: Spider-Verse
Sony Pictures Entertainment
Esta película presenta a varios Spiderman de diferentes universos. La idea de que pueden existir múltiples universos y mundos simultáneamente es similar a la interpretación de los muchos mundos de la mecánica cuántica.
12| Tenet
Warner Bros Films
Tenet, otra película del cineasta Christopher Nolan, es clave para la «inversión temporal» de la que habla la física cuántica cinematográfica. La obra describe de forma emocionante el fenómeno de la causalidad invertida, con balas que vuelven a la boca del cañón y escenas de lucha que avanzan como una reproducción a la inversa.
13| Ant-Man y la Avispa: Quantumanía
Walt Disney Japan
Los héroes de 2 metros de altura Ant-Man y la Avispa entran en un «mundo cuántico» donde incluso los conceptos de tiempo y espacio se tambalean. Su viaje, que desafía la sabiduría aceptada de la física clásica, rinde homenaje a la física cuántica aquí y allá.
14| Quantum Break
Remedy Entertainment
Un juego de acción de ciencia ficción ambientado en un mundo en el que se ha roto el flujo del tiempo. Fue desarrollado en colaboración con un físico que trabajó en la Organización Europea para la Investigación Nuclear (CERN, por sus siglas en inglés) como consultor, e incorpora conceptos tanto de la física clásica como de la cuántica.
Artículo originalmente publicado en WIRED Japón. Adaptado por Alondra Flores.
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