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Científicos logran revertir el tiempo una fracción de segundo

Un equipo de físicos ha logrado crear un estado que evoluciona hacia el pasado en lugar de hacerlo hacia el futuro gracias a un ordenador cuántico

  • Regreso al futuro, película
    Regreso al futuro, película

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14 de marzo de 2019. 13:40h

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Elena Genillo.  13/3/2019

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¿Y si el invento de del dr. Brown no fuese tan descabellado? ¿Y si el Delorean estuviera cada vez más cerca? A todo aquel que haya soñado con volver al pasado -ojo, sin alterar los sucesos, que ya se sabe que tiene consecuencias-, que sepa que un grupo de científicos ha dado el primer paso para hacerlo realidad. Un equipo internacional de físicos rusos, suizos y estadounidenses han logrado revertir el tiempo una fracción de segundo gracias a un ordenador cuántico. También calcularon la probabilidad de que un electrón que viaja por el espacio interestelar regrese de forma espontánea al pasado reciente. Todos estos hallazgos se han publicado en "Scientic Reports" y suponen un avance impactante en el campo de la Física. El hecho de que hayan logrado revertir, aunque brevemente el tiempo, pone en entredicho el segundo principio de la termodinámica. "Dicha ley está estrechamente relacionada con la noción de la flecha del tiempo, y obliga a que el tiempo fluya en un solo sentido: del pasado hacia el futuro." "Este es solo uno de una serie de artículos sobre la posibilidad de violar esta ley", explicó Gordey Lesovik, autor principal de la investigación.

La "máquina del tiempo" descrita en la revista "Scientific Reports" consiste en una computadora cuántica rudimentaria compuesta de "qubits" de electrones.Un qubit es una unidad de información descrita por un "uno", un "cero" o una "superposición" mixta de ambos estados. En el experimento, se lanzó un "programa de evolución" que hizo que los "qubits" se convirtieran en un patrón cambiante cada vez más complejo de ceros y unos.

Durante este proceso, se perdió el orden, tal como es cuando las bolas de billar se golpean y se dispersan con una señal. Pero luego otro programa modificó el estado de la computadora cuántica de tal manera que evolucionó "hacia atrás", del caos al orden. Significaba que el estado de los "qubits" era devuelto a su punto de inicio original.

La mayoría de las leyes de la física no hacen distinción entre el futuro y el pasado. Si representamos en una ecuación el choque de dos bolas de billar, la ecuación sería válida tanto si las vemos chocar como si lo grabamos con un vídeo y lo reproducimos marcha atrás. Otra cosa es si grabamos, en el comienzo de una partida, la bola blanca que choca contra el triángulo y provoca que todas las demás bolas se dispersen por la mesa. Ver esa secuencia al revés nos resultaría absurdo, ya que tenemos interiorizado ese segundo principio de la termodinámica: o los sistemas permanecen ordenados o evolucionan hacia un estado caótico, nunca al revés.

Loss fenómenos a gran escala que involucran bolas de billar, volcanes, etc, objetos formados por billones de partículas y no por una sola, se desarrollan en escalas de tiempo enormes. Quedaba muy claro, pues, que las probabilidades de observar algún fenómeno natural, por diminuto que fuera, cambiando espontáneamente la flecha del tiempo para avanzar hacia el pasado, quedaba prácticamente descartada. Ahora bien, sería posible forzar de alguna forma la situación para conseguir que, en laboratorio, el tiempo corriera hacia atrás?

Para averiguarlo, los investigadores idearon un ingenioso experimento en cuatro fases para revertir el tiempo. Y en lugar de un electrón, decidieron observar el estado de una computadora cuántica formada primero por dos y después por tres bits cuánticos (qubits) superconductores.

Etapa 1: Orden. Cada qubit comienza en un estado fundamental al que llamaremos cero. Es una configuración altamente ordenada análoga a un electrón localizado en una pequeña región o a un grupo de bolas de billar antes de ser golpeadas por la bola blanca.

 

Etapa 2: Degradación. El orden se pierde. Al igual que las bolas de billar se golpean y separan, el estado de los qubits se convierte en un patrón cambiante cada vez más complejo de ceros y unos. Esto se logra iniciando el programa evolutivo en el ordenador cuántico.

Etapa 3: Inversión de tiempo. Un programa especial modifica el estado de la computadora cuántica de tal manera que evolucione "hacia atrás", desde el caos hacia el orden. Esta operación es similar a la que produce la fluctuación aleatoria del fondo de microondas en el caso del electrón, pero esta vez no es aleatoria sino que se induce deliberadamente.

Etapa 4: Regeneración. Se inicia la segunda fase del programa de evolución en el ordenador. Siempre que el paso 3 se haya producido con éxito, el programa no provoca más caos, sino que logra rebobinar al pasado el estado de los qubits, de igual forma en que las bolas de billar volverían sobre sus trayectorias y formarían de nuevo un triángulo.

 

Los investigadores hallaron que en el 85% de las ocasiones, el ordenador de dos qubits logró regresar a su estado inicial. Cuando, más tarde, se involucraron tres qubits, sucedieron más errores y la tasa de éxito se redujo al 50% aproximadamente. Según los autores, estos errores se deben a imperfecciones en el ordenador cuántico, por lo que a medida que se diseñen dispositivos más sofisticados, esperan que la tasa de error disminuya.

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