Si estamos en una simulación, ¡cuántos procesadores actuales se necesitarían para rastrear cada protón, movimiento, vida! y colisión Galaxy para hacerlo factible?

Si dijera, un procesador para cada protón, eso demostraría claramente la imposibilidad de la tarea, pero el hecho es que incluso eso no sería suficiente: porque necesita rastrear la interacción de cada partícula con cada otra partícula, y eso incluye no solo partículas estables como los protones, sino también aquellas con vidas fugaces, como, por ejemplo, los bosones W o Z.

Este tipo de simulación es verdaderamente intratable con una computadora digital. Los juegos de computadora se salen con la suya, por así decirlo: solo simulan partes de la caja de arena donde se encuentra el jugador, suspendiendo la simulación de otros bits. (A veces esto lleva a artefactos como objetos que cuelgan en el aire sin caerse y demás; el truco es establecer exactamente cuándo debe iniciarse la simulación). Y, por supuesto, solo simulan los aspectos visuales de las cosas, no su funcionamiento interno.

Para simular nuestro universo cuántico, junto con su “rareza” cuántica (p. Ej., Entrelazamiento) se necesitaría una computadora cuántica; y no es difícil ver que la computadora cuántica en cuestión necesitaría ser tan compleja, tener tantos grados de libertad como el universo real. Pero eso ya no es realmente una simulación … es una copia.

Pero una computadora digital convencional no puede simular este universo. O nuestra Vía Láctea. O incluso un solo planeta como la Tierra. O incluso solo una criatura, como un ratón. Simular incluso un organismo simple a nivel de partículas elementales simplemente no es factible con una computadora digital. (Esto no quiere decir que no seremos capaces de simular aspectos importantes al descubrir reglas generales que gobiernen, por ejemplo, la bioquímica, que nos permiten simular fenómenos observables sin hacer una simulación a nivel de partículas elementales).

Obviamente, no es posible usar computadoras en este universo para simular este universo (incluidas las computadoras que realizan la simulación) hasta el nivel subatómico. Eso ni siquiera es un comentario sobre “tecnología existente”; nunca será posible

Sin embargo, si este universo está incrustado en otro universo mucho más complejo, la hazaña es imaginable.

También existe la posibilidad de una simulación “falsa”: para generar la apariencia de galaxias distantes, todo lo que necesitamos es un modelo físico confiable y consistente de su comportamiento; no necesitamos seguir las trayectorias de cada quark en Andrómeda para hacer un sim que parece real incluso al astrónomo más asiduo de la Tierra. (Piense en la física como una especie de “algoritmo de compresión de video”. 🙂

En una computadora clásica, simular nuestro universo con todo detalle requeriría una serie de puertas lógicas elementales que se amplían exponencialmente con el número de partículas en nuestro universo. En una computadora cuántica, la escala debería ser meramente polinómica. Sin embargo, el universo es algo bastante grande para simular, incluso para una computadora cuántica. Seth Lloyd escribió una vez un artículo estimando el número de puertas de lógica cuántica elementales necesarias para simular la historia completa del universo observable desde el Big Bang hasta el presente. Llegó una estimación de 10 a las 120 puertas de lógica cuántica. Eso es mucho, por decirlo suavemente.

Si es posible simular el Universo usando tecnología digital, entonces es posible que solo necesite un procesador.

Un único procesador es perfectamente capaz de ejecutar modelos de múltiples objetos, utilizando mensajes para intercambiar información entre esos objetos. El hecho de que parezcan ejecutarse en paralelo en la simulación no implica que el procesador no pueda procesar los objetos en serie. La mayor limitación es la memoria para almacenar todo.

( Estoy ignorando otras restricciones, como la fiabilidad del hardware o el tiempo de ejecución en el mundo “real” (es decir, no simulado) )

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