Físicos han «revertido el tiempo» una fracción de segundo usando una computadora cuántica

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Tranquilos que no se refiere al tiempo como normalmente lo conocemos. Se trata más que nada de un experimento que añade energía a un sistema para devolverlo a un estado anterior.

Investigadores de Rusia y los Estados Unidos se unieron para encontrar una manera de doblar, una de las leyes más fundamentales de la física en materia de energía.

La segunda ley de la termodinámica es un principio rector del Universo. Esta ley dice que las cosas calientes se enfrían con el tiempo a medida que la energía se transforma y se extiende desde las áreas donde es más intenso.

Es un principio que explica por qué un café no se calienta en una habitación fría, por qué es más fácil partir un huevo que volverlo a armar, y por qué no se puede fabricar una máquina de movimiento perpetuo, por más que haya videos en Facebook que te digan lo contrario.

También es lo más cerca que podemos llegar a una regla que nos dice por qué podemos recordar lo que cenamos anoche, pero no recordar la próxima Navidad.

«Esa ley está estrechamente relacionada con la noción de la flecha del tiempo que postula la dirección del tiempo en sentido único del pasado al futuro», dice el físico cuántico Gordey Lesovik, del Instituto de Física y Tecnología de Moscú.

Si pudiéramos ver que las bolas de billar salen de los agujeros y forman la pirámide de inicio, sería una experiencia única. El hecho de que no pase es la segunda ley de la termodinámica en acción.

En la escala macro de juegos de billar, no debemos esperar mucho en las leyes de la termodinámica. Pero a medida que nos centramos en los pequeños engranajes de la realidad, en este caso, los electrones solitarios, aparecen lagunas.

Los electrones no son como pequeñas bolas de billar, son más parecidos a la información que ocupa un espacio. Sus detalles están definidos por algo llamado ecuación de Schrödinger, la cual representa las posibilidades de las características de un electrón como posible onda.

Si esto es un poco confuso, volvamos a imaginar un juego de billar, pero esta vez en un escenario donde las luces estén apagadas. Empezamos con la información en tu mano (la cual está representada por la bola blanca) y luego la envías rodando por la mesa.

La ecuación de Schrödinger te dice que la bola está en algún lugar de la mesa de billar y que se mueve a una cierta velocidad. En términos cuánticos, la pelota está en todas partes a un montón de velocidades … algunas son más probables que otras.

Podemos extender la mano y agarrarla para intentar encontrar su ubicación, pero ahora no estamos seguros de qué tan rápida es su velocidad. También podemos pasar suavemente el dedo contra ella y saber con seguridad su velocidad, pero a dónde fue … ¿quién sabe?

Sin embargo, hay otro truco que podrías usar. Una fracción de segundo después de que empieces a rodar la bola, puedes estar bastante seguro de que todavía está cerca de tu mano moviéndose a una velocidad alta.

En un sentido, la ecuación de Schrödinger predice lo mismo para las partículas cuánticas. Con el tiempo, las posibilidades de las posiciones y velocidades de una partícula se expanden.

«Sin embargo, la ecuación de Schrödinger es reversible», dice el científico de materiales Valerii Vinokur, del Laboratorio Nacional de Argonne en los Estados Unidos.

«Matemáticamente, significa que bajo una cierta transformación llamada conjugación compleja, la ecuación describirá un electrón «manchado» que se ubica nuevamente en una pequeña región del espacio durante el mismo período».

Es como si la bola blanca ya no se extendiera en una ola de infinitas posiciones posibles a través de la mesa oscura, sino que se rebobinara en nuestras manos.

En teoría, no hay nada que evite que ocurra espontáneamente. Sin embargo, deberíamos mirar a 10 mil millones de mesas de billar de tamaño electrónico cada segundo y la vida de nuestro Universo para que suceda una vez.

En lugar de esperar pacientemente y ver cómo ocurre tal cosa, el equipo utilizó los estados indeterminados de partículas en una computadora cuántica como la bola de billar, y una manipulación inteligente de la computadora como «máquina del tiempo».

Cada uno de estos estados, o qubits, se organizó en un estado simple que correspondía a una mano que sostenía la bola. Una vez que la computadora cuántica se puso en acción, estos estados se desplegaron en un rango de posibilidades.

Al ajustar ciertas condiciones en la configuración de la computadora, esas posibilidades se limitaron de una manera que efectivamente rebobinó la ecuación de Schrödinger deliberadamente.

Para probar esto, el equipo lanzó la configuración nuevamente, como si pateara una mesa de billar y observara cómo las bolas dispersas se reorganizan en la forma de pirámide inicial. En aproximadamente el 85 por ciento de las pruebas basadas en solo dos qubits, esto es exactamente lo que sucedió.

En un nivel práctico, los algoritmos que utilizaron para manipular la ecuación de Schrödinger para que se rebobinen de esta manera podrían ayudar a mejorar la precisión de las computadoras cuánticas.

Encontrar formas de ampliar los límites de tales leyes físicas en la escala cuántica podría ayudarnos a comprender mejor por qué el Universo «fluye» como lo hace.

Esta investigación fue publicada en Scientific Reports.

Fuente: Phys.org

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10 comentarios

  1. Me encanto la noticia, pero me preguntaba si podrian hacer una app para Robotitus, la descargaría sin dudas y leería más a menudo también

    • Julio Hernández el

      Simplemente porque está en el futuro. A lo mucho que podrías aspirar es a un deja-vú, que es una manera controvertida de «mirar» el futuro, cosa que no se puede controlar ni saber en qué momento viene un deja-vú.

      • bueno… solamente si entendes que es un dejavu, cuando expertimentas algo el cerebro primero lo manda a memoria a corto plazo,o a largo plazo, despues de aqui partimos a los recuerdos, que pasa? que si tu cerbro pasa alo a recuerdos antes que a memoria a largo plazo tu sientes como si ya lo viviste

        seignifica que se puede crear un deja vu oficial 🙂

    • Bernabé Del Ángel V. el

      Porque el futuro no existe, se va troquelando día a día y el pasado tal vez tampoco porque según la segunda ley de la termodinámica todo tiene una entropia (un desgaste o transformación de la energía) y tal vez si lograramos viajar al pasado el pasado sería una realidad bizarra de la realidad real en la que vivimos. Gracias

  2. Bernabé Del Ángel V. el

    En la segunda ley de la termodinámica se hace referencia a la entropia, a lo que entiendo no podríamos viajar al futuro.

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