Tiempo revertido
Ciencia

Los científicos han invertido el tiempo dentro de una computadora cuántica, y las implicaciones son enormes

Tiempo: se está acabando constantemente y nunca tenemos suficiente. Algunos dicen que es una ilusión, otros que vuela como una flecha. Bueno, esta flecha del tiempo es un gran dolor de cabeza en física. ¿Por qué el tiempo tiene una dirección particular? ¿Y puede invertirse esa dirección?

Un nuevo estudio, publicado en Scientific Reports, está proporcionando un importante punto de discusión sobre el tema. Un equipo internacional de investigadores ha construido un programa de inversión de tiempo en un ordenador cuántico, en un experimento que tiene enormes implicaciones para nuestra comprensión de la computación cuántica. Su enfoque también reveló algo bastante importante: la operación de inversión de tiempo es tan compleja que es extremadamente improbable, tal vez imposible, que suceda espontáneamente en la naturaleza.

En cuanto a las leyes de la física, en muchos casos, no hay nada que nos impida avanzar y retroceder en el tiempo. En algunos sistemas cuánticos es posible crear una operación de inversión de tiempo. Aquí, el equipo hizo un experimento de pensamiento basado en un escenario realista.

La evolución de un sistema cuántico se rige por la Ecuación de Schrödinger, que nos da la probabilidad de que una partícula esté en una región determinada. Otra ley importante de la mecánica cuántica es el Principio de Incertidumbre de Heisenberg, que nos dice que no podemos saber la posición exacta y el momento exacto de una partícula porque todo en el universo se comporta como una partícula y una onda al mismo tiempo.

Los investigadores querían ver si podían tener tiempo para revertirse espontáneamente para una partícula durante sólo la fracción de segundo. Utilizan el ejemplo de un taco que rompe un triángulo de bola de billar y las bolas que van en todas las direcciones – un buen análogo para la segunda ley de la termodinámica, un sistema aislado siempre irá del orden al caos – y luego teniendo las bolas de vuelta en orden.

El equipo se propuso probar si esto puede suceder, tanto espontáneamente en la naturaleza como en el laboratorio. Su experimento de pensamiento comenzó con un electrón localizado, lo que significa que estaban bastante seguros de su posición en una pequeña región del espacio. Las leyes de la mecánica cuántica hacen difícil conocer esto con precisión. La idea es tener la mayor probabilidad de que el electrón esté dentro de una región determinada. Esta probabilidad se «difumina» a medida que pasa el tiempo, lo que hace más probable que la partícula se encuentre en una región más amplia. Los investigadores sugieren entonces una operación de inversión de tiempo para devolver el electrón a su localización. El experimento de pensamiento fue seguido por algunas matemáticas reales.

Los investigadores estimaron la probabilidad de que esto le ocurriera a un electrón del mundo real debido a fluctuaciones aleatorias. Si observáramos 10.000 millones de electrones «recién localizados» cada segundo durante toda la vida útil del universo (13.700 millones de años), sólo lo veríamos una vez. Y simplemente llevaría el estado cuántico una 10 mil millonésima de segundo al pasado, aproximadamente el tiempo que toma entre un semáforo que se pone en verde y la persona que está detrás de usted tocando la bocina.

Mientras que la inversión de tiempo es improbable que ocurra en la naturaleza, es posible en el laboratorio. El equipo decidió simular la idea del electrón localizado en un ordenador cuántico y crear una operación de inversión de tiempo que lo devolvería al estado original. Una cosa que estaba clara era esto; cuanto más grande era la simulación, más compleja (y menos precisa) se hacía. En una configuración de dos bits cuánticos (qubit) que simulaba el electrón localizado, los investigadores pudieron invertir el tiempo en el 85 por ciento de los casos. En una configuración de tres bits, sólo el 50 por ciento de los casos fueron exitosos y se produjeron más errores.

Aunque es poco probable que los programas de inversión de tiempo en los ordenadores cuánticos conduzcan a una máquina del tiempo (los habitantes de Deloreans son más aptos para ello), podría tener algunas aplicaciones importantes para hacer que los ordenadores cuánticos sean más precisos en el futuro.

DEJA UNA RESPUESTA

Tu dirección de correo electrónico no será publicada. Los campos obligatorios están marcados con *