211service.com
Hoe een superluminale computer te bouwen?
De snelheid van het licht vertegenwoordigt een van de fundamentele grenzen van de wetten van de fysica. Niets kan sneller reizen dan de lichtsnelheid, toch?
Nou ja en nee, zeggen Volkmar Putz en Karl Svozil van de Technische Universiteit Wenen in Oostenrijk. Ze zeggen dat er verschillende manieren zijn waarop signalen de superluminale lijn kunnen overschrijden, hoewel geen van hen het soort tijdreizenparadoxen toelaat dat geliefd is bij sciencefictionschrijvers. Het kwantumfenomeen van verstrengeling treedt bijvoorbeeld op wanneer twee kwantumdeeltjes worden beschreven door dezelfde golffunctie. Deze deeltjes kunnen worden gescheiden door de diameter van het heelal en toch zal een meting van de ene onmiddellijk de andere beïnvloeden.
Zogenaamd niet-lokaal fenomeen kan niet worden gebruikt om informatie sneller dan de lichtsnelheid te verzenden, maar Putz en Svozil vragen tegenwoordig of het kan worden gebruikt om het te verwerken, om rekentaken uit te voeren met superluminale snelheden. Ze zeggen dat er geen reden is waarom niet, op voorwaarde dat de verwerking niet leidt tot tijdreisparadoxen.
Hoe zou zo'n machine kunnen werken? Putz en Svozil wijzen erop dat niet-lokale fenomenen kunnen leiden tot materialen waarin de brekingsindex kleiner is dan één, waardoor superluminale snelheden mogelijk zijn. Licht dat door een vacuüm reist, kan bijvoorbeeld spontaan worden gevormd tot een elektron-positron-paar - een verstrengeld paar - dat vervolgens recombineert om weer een foton te vormen. Dit proces vindt onmiddellijk plaats, waardoor het foton effectief door de ruimte kan springen.
Een materiaal waarin dit soort paarvorming en recombinatie werd bevorderd, zou een brekingsindex van minder dan één hebben, zeggen ze. Verschillende natuurkundigen hebben dergelijke materialen voorgesteld die gemaakt zijn van bijvoorbeeld metamaterialen. Putz en Svozil zelf suggereren dat een vacuüm gevuld met elektronen of positronen de truc zou zijn.
Nadat ze een medium hebben gecreëerd waarin de brekingsindex kleiner is dan één, is het idee van Putz en Svozil om er simpelweg een computer in onder te dompelen. Die simpele handeling (en vermoedelijk een slim ontwerp om in de eerste plaats een optische computer te maken) zou superluminale berekening mogelijk maken.
Ervan uitgaande dat dit apparaat daadwerkelijk gebouwd zou kunnen worden, wat zou je dan kunnen doen met een superluminale computer? Dat is een goede vraag die Putz en Svozil niet direct beantwoorden. Ze zeggen dat zo'n apparaat in een klasse van verwerkingsmachines zou vallen die bekend staat als hypercomputers. Dit zijn hypothetische apparaten die krachtiger zijn dan Turing-machines, die niet-Turing-berekeningen mogelijk maken. Ze werden voor het eerst besproken door Alan Turing in de jaren dertig.
In theorie kunnen hypercomputers bepaalde soorten anders niet-berekenbare functies berekenen. Dat klinkt handig, maar hoewel er ontelbaar veel niet-berekenbare functies zijn, is het eigenlijk best moeilijk om een voorbeeld te bedenken van een die misschien nuttig lijkt. Als je ideeën hebt, plaats ze dan in het opmerkingengedeelte.
Leun anders achterover en wacht op een nieuw tijdperk van superluminale hyprcomputers. Maar houd je adem niet in.
Referentie: arxiv.org/abs/1003.1238 : Op de fysieke limiet van communicatiesnelheid door lichtsignalen