La question de savoir si notre réalité est une simulation de quelque chose de plus profond empêche les philosophes et les étudiants de première année de dormir depuis que Platon est un chiot.
Deux physiciens dorment beaucoup plus facilement la nuit maintenant qu’ils ont démontré que les bizarreries quantiques impliquant des torsions de l’espace-temps ne peuvent pas être simulées, ce qui vient s’ajouter à une liste de problèmes pour lesquels Matrix n’aurait pas de réponse. Désolé, Neo.
Les physiciens théoriques Zohar Ringel et Dmitry Kovrizhin, de l’université d’Oxford et de l’université hébraïque d’Israël, ont trouvé un obstacle solide à la résolution des algorithmes impliquant des simulations de Monte Carlo basées sur les quanta.
En résumé, cela signifie que nous ne pouvons pas modéliser la physique que nous connaissons, même sur le plus gros ordinateur imaginable.
Vous n’êtes pas dans une simulation. Du moins, probablement pas.
Toujours avec nous ? Ok, descendez.
Les simulations de Monte Carlo sont des calculs basés sur des échantillons aléatoires d’un système. Elles ne sont pas spécifiques à la physique quantique, mais elles sont utiles pour transformer le monde flou des probabilités en quelque chose d’un peu plus prévisible.
Dans la plupart des cas, elles peuvent aider à résoudre rapidement certains problèmes à corps multiples, c’est-à-dire des systèmes impliquant de multiples objets quantiques se déplaçant dans diverses dimensions.
Les simulations de Monte-Carlo quantiques ne sont toutefois pas parfaites. Une certaine annulation des positifs et des négatifs peut survenir, ce que l’on appelle un problème de signe.
Une représentation sans signe permettrait de le contourner, mais la manière de procéder pour un grand nombre de problèmes de physique reste floue. En fait, pour certains d’entre eux, cela pourrait être carrément impossible.
C’est la question à laquelle Ringel et Kovrizhin se sont attaqués : existe-t-il une sorte d’obstacle à la découverte d’un moyen sans signe d’appliquer les simulations de Monte Carlo à certains systèmes quantiques ?
Si ce n’est pas le cas, alors peut-être – seulement peut-être – êtes-vous allongé dans un gel, quelque part, avec des tubes dans la tête, tandis qu’un ordinateur géant vous soutire de l’électricité dans la batterie la plus inefficace du monde.
Mais s’il y a un obstacle, cela signifie que les ordinateurs classiques ne pourront jamais résoudre les mathématiques sous-jacentes pour représenter ce que nous observons en mécanique quantique. Rassurez-vous, ce steak est composé à 100 % de muscle bovin et non d’un simple code binaire.
En physique de la matière condensée, il existe un phénomène appelé effet Hall thermique, qui consiste à placer un objet solide avec une extrémité chaude et une extrémité froide à l’intérieur d’un champ magnétique, ce qui produit un gradient thermique à travers cet objet.
Si vous êtes un physicien des hautes énergies, vous pourriez décrire le même phénomène comme une anomalie gravitationnelle, ce qui, en termes simples, revient à dire que le tissu de l’espace-temps est déformé ou déformé.
Les théoriciens ont fait des calculs sur des modèles impliquant des simulations de Monte Carlo pour résoudre les anomalies gravitationnelles, démontrant que, quelle que soit la façon dont on le découpe, ce problème de signes est là pour rester.
“Nos travaux établissent un lien fascinant entre deux sujets apparemment sans rapport entre eux : les anomalies gravitationnelles et la complexité informatique”, a déclaré Ringel.
“Ils montrent également que la conductance de Hall thermique est un véritable effet quantique, pour lequel il n’existe aucun analogue classique local.”
Hollywood mis à part, la question de savoir si un Univers – soit celui-ci, soit un Univers construit de notre propre main – peut être simulé par une sorte d’ordinateur est prise au sérieux dans certains cercles philosophiques.
Le philosophe britannique Nick Bostrom a soutenu que c’était probable, sur la base de plusieurs prémisses sur le temps et les avancées technologiques.
Les physiciens ont fait remarquer que la physique quantique rend cette hypothèse incroyablement improbable, étant donné que les électrons et les atomes ne sont pas de minuscules boules filant de manière prévisible dans l’espace.
Ringel et Kovrizhin nous ont donné une raison de plus de soupçonner que si nous fonctionnons tous sur une version extraterrestre supra-dimensionnelle de Windows 11, ce n’est pas un système informatique que nous pouvons facilement imaginer.
Il semble que nous soyons coincés avec cette réalité. Autant commencer à en tirer le meilleur parti.
Cette recherche a été publiée dans Science Advances.