David Deutsch: El físico que se tomó el multiverso al pie de la letra

En 1985, un físico de Oxford publicó un artículo en el que describía una máquina que nadie había construido y que pocos consideraban necesaria: un ordenador cuántico universal. Su argumento no era que fuera a ser útil. Era que el principio más profundo de la informática —la afirmación de Turing de que una sola máquina puede simular cualquier proceso físico— era falso tal como estaba enunciado, porque el universo es cuántico y la máquina de Turing no lo era. Arreglar el principio requería un nuevo tipo de ordenador. Casi cuatro décadas después, las máquinas existen, se ha creado una industria en torno a ellas y a David Deutsch se le suele llamar el padre de la computación cuántica.

De Haifa a Oxford

David Elieser Deutsch nació el 18 de mayo de 1953 en Haifa (Israel), en el seno de una familia judía. Asistió a la William Ellis School en Londres, estudió Ciencias Naturales en el Clare College de Cambridge y continuó sus estudios de doctorado en el Wolfson College de Oxford bajo la tutela de Dennis Sciama y Philip Candelas, trabajando en teoría cuántica de campos en el espaciotiempo curvo. Sciama, entre cuyos alumnos se encontraban Stephen Hawking y Roger Penrose, fue el director de tesis de una generación de teóricos británicos dispuestos a tomarse en serio las ideas extrañas, un aprendizaje útil para lo que Deutsch haría después.

El principio de Church-Turing-Deutsch

El artículo de 1985 introdujo la máquina de Turing cuántica y lo que se conoció como el principio de Church-Turing-Deutsch. La idea original de Turing trataba sobre matemáticas: una máquina universal puede calcular cualquier cosa computable. Deutsch la reformuló como una afirmación sobre la física: un dispositivo informático universal debe ser capaz de simular cualquier proceso físico y, dado que los procesos físicos son mecánico-cuánticos, la máquina universal debe ser ella misma cuántica.

Esta es una maniobra característica de Deutsch. Tomó un resultado abstracto de la lógica e insistió en que era en realidad una afirmación sobre el mundo, para luego seguir las consecuencias adondequiera que fueran. Lo que surgió fue la base teórica de toda una tecnología.

A esto le siguieron resultados concretos. Junto con Richard Jozsa, desarrolló el algoritmo de Deutsch-Jozsa, una de las primeras demostraciones de que un algoritmo cuántico podía ser exponencialmente más rápido que cualquier posible algoritmo clásico determinista. Resuelve un problema artificial sin ningún interés práctico, pero eso no viene al caso: era una prueba de existencia de que los ordenadores cuánticos no son simplemente más rápidos, sino categóricamente diferentes. También trabajó en puertas lógicas cuánticas y en la corrección de errores cuánticos, la disciplina que hace que las máquinas se puedan construir en un mundo ruidoso.

Cuatro hilos

El libro de Deutsch de 1997 The Fabric of Reality defendía algo anticuado: que la forma de entender la realidad no es reducirlo todo a la física de partículas, sino reconocer cuatro teorías profundas que se apoyan mutuamente. La interpretación de los mundos múltiples de Hugh Everett de la mecánica cuántica es la primera y más importante. La epistemología de Karl Popper, con su énfasis en el realismo y las conjeturas audaces, es la segunda. La teoría de la computación de Alan Turing, ampliada por el propio principio de Turing de Deutsch desde las máquinas de Turing universales hasta los ordenadores cuánticos universales, es la tercera. El refinamiento del darwinismo de Richard Dawkins, con replicadores y memes, es la cuarta.

La acogida fue cálida pero no carente de críticas. The Guardian lo calificó de libro profundo y ambicioso. The New York Times encontró en él ideas provocativas y refrescantemente oblicuas, al tiempo que cuestionaba si el conjunto se sostenía por sí solo. En 2011 le siguió The Beginning of Infinity, que ampliaba el argumento hacia la afirmación de que el conocimiento explicativo no tiene límites inherentes.

La contribución de Deutsch a la filosofía de la ciencia es un criterio en el que insiste firmemente: las buenas explicaciones son difíciles de variar. Una teoría cuyos detalles pudieran cambiarse sin daño no explica nada; una buena explicación tiene partes que están estrechamente limitadas por el trabajo que realizan.

Teoría de constructores

Desde 2012, trabajando con Chiara Marletto, Deutsch ha estado desarrollando la teoría de constructores, un intento de generalizar la computación cuántica en un marco que abarque todos los procesos físicos. En lugar de describir lo que sucede dadas unas condiciones iniciales y unas leyes de movimiento, la teoría de constructores propone establecer qué transformaciones físicas son posibles y cuáles son imposibles, y por qué. Es una apuesta por reconstruir los fundamentos de la física sobre otras bases. Si tiene éxito es algo totalmente abierto.

Por qué a David se le llama genio

El rasgo distintivo de Deutsch es su negativa a tratar cualquier teoría como un mero dispositivo de cálculo. Cuando la mecánica cuántica decía que hay muchos mundos, la mayoría de los físicos lo trataban como una curiosidad interpretativa que había que ignorar; Deutsch se lo tomó al pie de la letra y se preguntó cómo sería una máquina que lo explotara. El ordenador cuántico universal surgió de ese literalismo. El mismo movimiento se repite en toda su obra: tratar el principio de Turing como física en lugar de lógica, tratar la explicación en lugar de la predicción como el objetivo de la ciencia.

El reconocimiento es sustancial: el Premio Dirac del IOP en 1998, miembro de la Royal Society en 2008, la Medalla Dirac del ICTP en 2017, la Medalla Isaac Newton en 2021 y el Premio Breakthrough de Física Fundamental de 2023. «Padre de la computación cuántica» es una descripción muy utilizada, no promocional.

El argumento en contra es real. Los compromisos fundamentales de Deutsch siguen siendo posturas minoritarias: los mundos múltiples son una interpretación entre varias, y la teoría de constructores aún tiene que producir resultados que capten la atención del campo. Es un teórico de lo que es posible en principio, y la enorme labor práctica de construir ordenadores cuánticos ha sido realizada por otros que trabajaban en un hardware que él no diseñó. Sus libros son obras de argumentación más que de evidencia, y su alcance invita a la acusación de que lo explican todo y, por lo tanto, no restringen nada. También es justo señalar que Everett propuso los mundos múltiples, Popper la epistemología, Turing la computación, Dawkins el marco evolutivo; la síntesis de Deutsch es genuinamente original, pero los hilos son prestados. Su genio consiste en ver qué se deduce de tomar las teorías existentes al pie de la letra, lo cual es una capacidad más rara de lo que parece y más estrecha de lo que el título honorífico implica.

Legado

Deutsch trabaja en el Centro de Computación Cuántica de Oxford, y el campo que fundó sobre el papel se ha convertido en una empresa de investigación global con miles de millones de dólares detrás. Sea cual sea el destino de la teoría de constructores o de la interpretación de los mundos múltiples, el artículo de 1985 sigue en pie: identificó una forma de computación que nadie había concebido, demostró que estaba implícita en la propia física y esperó a que los ingenieros se pusieran al día. Todavía se están poniendo al día.