Científicos logran retroceder el tiempo en una computadora cuántica
28 mayo, 2019
Por: Luis Moctezuma
Solemos aceptar que la única dirección posible del tiempo es hacia adelante. Una de las mayores fantasías reflejadas en la ficción es volver al pasado, los relatos en este sentido abundan. Aún estamos lejos de visitar a nuestro distribuidor de autos de confianza para adquirir ese Delorean que nos lleve a la fecha exacta de nuestro acontecimiento histórico favorito pero, al menos en laboratorio y a nivel subatómico ya es posible regresar una fracción de segundo.
Retar a la termodinámica, el objetivo de un grupo de investigación
Aunque matemáticamente el tiempo no está limitado en nuestra comprensión del mundo físico, la termodinámica establece un camino único. Específicamente la segunda ley de la termodinámica establece una estrecha relación entre el orden de un sistema y la forma en que avanza el tiempo. Entonces, si se logra volver a un punto más ordenado en el sistema, el tiempo estaría retrocediendo.
Podemos visualizarlo como un juego de cartas, para no hablar de dados y provocar la ira de Einstein. Cuando el paquete de cartas está nuevo, ellas vienen ordenadas, de mayor a menor y junto con las otras que llevan las mismas figuras. Conforme pasa el tiempo y se juega con ellas, se revuelven, de modo que naturalmente es muy difícil que vuelvan a ese orden inicial, a menos que se regrese en el tiempo o que alguien se tome el tiempo de acomodarlas una por una. Algo así es lo que se propuso este equipo de investigadores.
“Este problema está inextricablemente asociado con la Segunda Ley de la Termodinámica, la cual declara que el crecimiento de la entropía es producto del enredo del sistema con el medio ambiente”, se puede leer en el documento resultante del experimento. Los resultados se publicaron este 13 de marzo en la revista científica Scientific Reports. Los firmantes pertenecen al Instituto de Física y Tecnología de Moscú (Rusia) y a la División de Ciencias Materiales del Laboratorio Nacional Argonne, en Illinois (Estados Unidos).
“Este es el segundo de una serie de artículos sobre la posibilidad de violar la Segunda Ley de la Termodinámica”, afirma Gordey Lesovik, primer firmante del documento. El primer paso en esta serie de refutaciones a la termodinámica y su segunda ley fue describir una máquina de movimiento perpetuo local. Posteriormente se analizó un dispositivo conocido como “el demonio de Maxwell”. Finalmente se llegó a este experimento de computación cuántica que de forma artificial revierte el paso del tiempo.
Un equipo IBM ahí donde la naturaleza no da posibilidades
La probabilidad de un electrón que regresa a un momento de su pasado remoto, como en el experimento, es mínima. A través de un algoritmo se calculó que el movimiento trazado por un electrón y se barajaron las posibilidades de regresar un punto en su recorrido. Para hacer los cálculos se recurrió a 3 bits cuánticos, conocidos como cúbits.
El experimento se realizó en 4 etapas. En la primera, de orden, se dejó al electrón en un estado inicial o cero. En la segunda, de degradación,el programa hizo avanzar al electrón en el tiempo mientras se perdía el orden. En la etapa 3, o de inversión del tiempo, se imitó la fluctuación aleatoria del fondo de microondas en donde se indujo al electrón para evolucionar hacia atrás. La etapa final, o de regeneración, consistió en aplicar nuevamente el programa que hacía avanzar el tiempo para volver a la segunda etapa y ver que el nivel de orden era similar a un momento previo.
Al principio se usó únicamente dos de estos qubits. Se hicieron cientos de pruebas buscando regresar ese electrón a un punto anterior y el porcentaje de éxito fue de 85%. Al agregar el tercer cubit el nivel de caos se elevó y el electrón logró regresar únicamente en un 49% de las ocasiones. Las pruebas se realizaron en una computadora cuántica IBM y la experimentación se hizo con un electrón, mucho más pequeño que cualquier personaje de H.G. Wells o ser humano real.
Los resultados de esta investigación serán de gran utilidad para estudiar las posibilidades de retroceder en el tiempo a nivel cuántico. Entre los beneficios que mencionan los autores del documento publicado por Scientific Reports está la prueba de programas cuánticos. Verificar procedimientos sería así un proceso más sencillo. Mientras la informática se ve beneficiada por este logro antitermodinámico, los fanáticos de la ciencia ficción podemos seguir fantaseando con imitar a ese electrón que por una fracción de segundo recuperó una parte del orden en que se encontraba en su pasado.