Due fisici hanno dimostrato che non stiamo vivendo una simulazione al computer

Negli ultimi anni sono diversi gli scienziati (ma anche imprenditori di successo come Elon Musk) che hanno adombrato la possibilità che noi si viva all’interno di una simulazione.

Insomma, secondo alcuni, noi saremmo una sorta di sims che agiscono nel computer di qualcuno grazie ad un programma che simula la realtà.

Beh, se qualcuno ha perso tempo a preoccuparsi della prospettiva che chiunque sia colui che sta giocando possa, da un momento all’altro, annoiarsi e decida di pigiare il tasto che termina la simulazione, ora può stare tranquillo. Una gruppo di fisici teorici della Oxford University nel Regno Unito ha dimostrato che la nostra vita e la realtà che viviamo semplicemente non possono essere le simulazioni generate da un enorme computer extraterrestre.

Niente Matrix, insomma.

La scoperta, inaspettatamente definitiva, è nata dalla scoperta di un nuovo legame tra le anomalie gravitazionali e la complessità computazionale.

In un articolo pubblicato sulla rivista Science Advances, Zohar Ringel e Dmitry Kovrizhi dimostrano che realizzare una simulazione al computer di un particolare fenomeno quantistico che si verifica nei metalli è impossibile, non solo in pratica, ma anche in linea di principio.

Lo studio è cominciato con l’utilizzo di una tecnica conosciuta come Quantum Monte Carlo per studiare l’effetto Hall quantistico, un fenomeno che si verifica nei sistemi fisici che mostrano forti campi magnetici e temperature molto basse, e si manifesta come una corrente di energia che corre attraverso il gradiente di temperatura. Il fenomeno indica un’anomalia nella geometria spazio-temporale sottostante.

I metodi basati sulla tecnica del Monte Carlo quantistico utilizzano il campionamento casuale per analizzare i problemi quantistici di molti corpi in cui le equazioni coinvolte non possono essere risolte direttamente.

Ringel e Kovrizhi hanno dimostrato che i tentativi di usare il Monte Carlo quantistico per modellare sistemi che mostrano anomalie, come l’effetto Hall quantico, diventeranno sempre impraticabili.

In pratica i due scienziati hanno scoperto che aumentando la complessità della simulazione aumenterebbe esponenzialmente il numero di particelle simulate.

Se la complessità crescesse linearmente con il numero di particelle simulate, raddoppiare il numero di particelle significherebbe raddoppiare la potenza di calcolo richiesta. Se, tuttavia, la complessità cresce su una scala esponenziale, dove la quantità di potenza di calcolo deve raddoppiare ogni volta che viene aggiunta una singola particella, allora l’attività diventa rapidamente impossibile.

I ricercatori hanno calcolato che solo la memorizzazione delle informazioni relative ad un paio di centinaia di elettroni richiederebbe una memoria del computer che dovrebbe fisicamente avere più atomi di quelli esistenti nell’universo.

I due ricercatori osservano che esistono una serie di altre interazioni quantistiche note per le quali non sono stati ancora trovati algoritmi predittivi e suggeriscono che alcuni di questi potrebbero non essere mai trovati.

Data la quantità fisicamente impossibile di computer grunt necessari per memorizzare le informazioni per un solo membro di questo sottoinsieme, le paure che potremmo vivere inconsapevolmente in una vasta versione di The Matrix possono ora essere messe da parte.

Questa conclusione, però, viene parzialmente stemperata da un avviso: se il nostro universo fosse una simulazione, non vi è alcun motivo per cui le leggi della fisica che lo regolano debbano applicarsi al di fuori di esso. Troviamo questo avviso nelle parole di Zohar Ringel, l’autore principale dello studio, “Chi sa quali potrebbero essere le capacità di calcolo di qualsiasi cosa ci simuli…”

Quantum Monte Carlo (da wikipedia)

Il quantum Monte Carlo (QMC) consiste in una grande famiglia di algoritmi sfruttati per simulazioni di sistemi quantistici nei campi di studio della fisica della materia condensata e della chimica computazionale. Questi algoritmi, pur differenziandosi tra loro per il diverso approccio che possono sfruttare, si basano tutti sul metodo Monte Carlo per la risoluzione degli integrali multidimensionali implicati.

I quantum Monte Carlo permette una rappresentazione diretta degli effetti delle repulsioni tra elettroni nella funzione d’onda, con una incertezza statistica che può essere ridotta aumentando la durata della simulazione. Per i bosoni esistono algoritmi numericamenti esatti e che variano in modo polinomiale con la dimensione del sistema oggetto di studio. Per i fermioni esistono invece ottime approssimazioni e algoritmi Monte Carlo numericamente esatti che variano in modo esponenziale, costituendo due differenti approcci risolutivi.