Investigadores rusos, en colaboración con científicos en Estados Unidos y Suiza, lograron revertir la flecha del tiempo.

Investigadores en el Instituto de Física y Tecnología de Moscú, junto a científicos en Estados Unidos y Suiza, consiguieron que una computadora cuántica revirtiera al estado que tenía una fracción de segundo en el pasado, publica la BBC.

En fin, podemos destacar que lograron que, en ese dominio cuántico, el tiempo volviera hacia atrás.

El experimento parece contradecir una ley básica de la física, la segunda ley de la termodinámica.

“Esa ley está relacionada estrechamente con la noción del tiempo como una flecha que se mueve únicamente en una dirección, desde el pasado hacia el futuro”, señaló Gordey Lesovik, científico del MIPT y autor principal del estudio publicado en la revista Scientific Reports.

“Hemos creado artificialmente un estado que evoluciona en una dirección opuesta a la de la flecha del tiempo de la termodinámica”, agregó.

Computadora cuántica, la “máquina del tiempo”

En la computación digital tradicional, un bit o unidad de información sólo puede tomar dos valores: 0 o 1.

En cambio, en la computación cuántica, se usan cúbits o bits cuánticos, que usan las propiedades increíbles de las partículas subatómicas.

Los electrones o los fotones, por ejemplo, pueden presentar dos estados a la vez, un fenómeno llamado superposición. Por ello un cúbit puede tomar el valor 0, 1 o 0 y 1 a la vez.

Como resultado, una computadora basada en cúbits puede hacer muchos más cálculos a mayor velocidad que una máquina convencional.

Lesovik y sus colegas usaron un programa que convierte el estado inicial de los cúbits en una computadora cuántica de IBM en un patrón cambiante y cada vez más complejo de ceros y unos.

En este proceso se pierde el orden, de la misma forma en que las bolas de billar formadas en un triángulo se dispersan cuando son golpeadas por otra bola impulsada por un palo de billar.

Otro programa modificó luego el estado de la computadora cuántica de tal forma que evolucionó hacia atrás, desde el caos hacia el orden.

En otras palabras, el estado de los cúbits volvió a su posición inicial.

El experimento equivale a “dar una patada a una mesa de billar para que las bolas se reacomoden nuevamente en su formación de triángulo”, según los investigadores.

Las 4 fases del experimento

Los investigadores idearon un 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.

Fase 1: Orden

Cada qubit se inicia en su estado fundamental (cero). Se trata de una configuración altamente ordenada y que se corresponde con la de un electrón localizado en una pequeña región de espacio o con las bolas de una mesa de billar perfectamente colocadas antes de la partida.

Fase 2: Degradación

El orden inicial se pierde. Del mismo modo en que el electrón se difumina en una región de espacio que es cada vez más grande, o que las bolas de billar rompen su formación triangular para rebotar por toda la mesa, el estado de los Qubits se convierte en un patrón cambiante y cada vez más complejo de ceros y unos. Lo cual se consigue poniendo en marcha brevemente el programa de evolución en la computadora cuántica. En realidad, la misma degradación habría ocurrido por si misma debido a las interacciones con el medio ambiente y sin necesidad de ejecutar programa alguno. Sin embargo, el uso del software de evolución autónoma controlada era necesario para permitir la última fase del experimento.

Fase 3: Inversión temporal

Un software especial modifica nuevamente el estado de la computadora cuántica de forma que ésta evolucione “hacia atrás”, desde una situación caótica a otra más ordenada. La operación es equivalente a la fluctuación aleatoria del fondo de microondas en el ejemplo del electrón, con la diferencia de que se induce deliberadamente. En el ejemplo del billar, sería como si alguien le diera a la mesa una patada perfectamente calculada para obtener un resultado concreto, en este caso reordenar las bolas.

Fase 4: Regeneración

Se activa de nuevo el programa de evolución de la Fase 2. Si se hace bien, esto no produce más caos, sino que “rebobina “ el estado que tenían los qubits en el pasado, la forma en que un electrón “difuso” se localizaría o el modo en que las bolas de billar regresan sobre sus trayectorias para volver a disponerse en un triángulo perfecto.

Los investigadores hallaron que en el 85 por ciento de los casos la computadora cuántica de dos qubits regresaba al estado inicial. Cuando se involucraron tres qubits en vez de dos, ocurrieron más errores, lo que resultó en una tasa de éxito de aproximadamente el 50 por ciento. Según los autores, estos errores se deben a imperfecciones en la computadora cuántica real. A medida que se diseñen dispositivos más sofisticados, se espera que la tasa de error disminuya.