Los agujeros negros rotativos y las computadoras que utilizan fenómenos de la mecánica cuántica para procesar información son temas que han fascinado a los amantes de la ciencia durante décadas. pero incluso los pensadores más innovadores rara vez los juntan. Ahora, sin embargo, el físico teórico Ovidiu Racorean de la Dirección General de Tecnología de la Información, Bucarest, Rumania sugiere que los poderosos rayos X emitidos cerca de estos agujeros negros tienen propiedades que los convierten en portadores de información ideales para la computación cuántica. Este trabajo fue publicado recientemente en Nueva Astronomía .

El término 'agujeros negros' es ampliamente conocido, pero no todo el mundo sabe exactamente qué son. Cuando las estrellas lleguen al final de sus vidas, pueden colapsar sobre sí mismos por su propio peso, volviéndose más y más denso. Algunos pueden colapsar en un punto esencialmente sin volumen y con densidad infinita, con un campo gravitacional del que ni siquiera la luz puede escapar:este es un agujero negro. Si la estrella que la forma gira, como hacen la mayoría de las estrellas, el agujero negro también girará.

El material que se acerca a un agujero negro en rotación pero no cae en él se agregará en una estructura circular conocida como disco de acreción. Las fuerzas poderosas que actúan sobre los discos de acreción elevan su temperatura por lo que emiten rayos X, que pueden actuar como portadores de información cuántica.

Los fotones que componen los rayos X tienen dos propiedades:polarización y momento angular orbital. Cada uno de estos puede codificar un qubit (bit cuántico) de información, la unidad de información estándar en computación cuántica. “Los investigadores de laboratorio ya utilizan divisores de haz y prismas para entrelazar estas propiedades en fotones de rayos X y procesar información cuántica, ", dice Racorean." Ahora parece que la curvatura del espacio-tiempo alrededor de un agujero negro jugará el mismo papel que este aparato ".

Hasta ahora, sin embargo, este proceso es solo una predicción. La prueba final vendrá cuando se observen las propiedades de los rayos X cerca de los agujeros negros giratorios. lo que podría suceder en la próxima década.

Alrededor de 2022 se lanzarán dos sondas espaciales con la misma misión:el Explorador de polarimetría de rayos X de imágenes (IXPE) de la NASA, y el Explorador de polarimetría de imágenes de rayos X (XIPE) de la Agencia Espacial Europea. Estos investigarán la polarización de todos los rayos X que se encuentran en el espacio, incluidos los emitidos cerca de los agujeros negros. "Si encontramos que la polarización de los rayos X cambia con la distancia al agujero negro, con los de la región central menos polarizados, habremos observado estados entrelazados que pueden transportar información cuántica, "dice Racorean.

Este tema puede parecer esotérico, pero podría tener aplicaciones prácticas. "Un día, incluso podemos usar agujeros negros giratorios como computadoras cuánticas enviando fotones [de rayos X] en la trayectoria correcta alrededor de estos cuerpos astronómicos fantasmales, "Concluye Racorean. Además, Los científicos creen que la simulación de estados inusuales de la materia será una importante aplicación temprana de la computación cuántica, y hay pocos estados de la materia más inusuales que los que se encuentran en las proximidades de los agujeros negros.