La noción de retroceder el tiempo ha capturado la imaginación de científicos y escritores de ciencia ficción durante décadas. ¿Qué pasaría si pudiéramos revertir los procesos de la naturaleza, devolviendo las cosas a un estado anterior? Aunque las máquinas del tiempo siguen siendo terreno de la fantasía, un equipo internacional de investigadores ha logrado algo sorprendente: retroceder el tiempo dentro de un sistema cuántico. Los resultados, publicados en Scientific Reports, no solo desafían nuestra comprensión del tiempo, sino que también podrían marcar un antes y un después en la evolución de la computación cuántica.
¿Retroceder el tiempo?
En la física clásica, muchas leyes funcionan de manera simétrica en el tiempo, lo que significa que los procesos podrían desarrollarse igual si se invirtiera la dirección del tiempo. Sin embargo, en la práctica, el universo parece seguir una flecha del tiempo inquebrantable, moviéndose del orden al desorden, en línea con la segunda ley de la termodinámica. Este principio dicta que los sistemas aislados siempre tienden hacia el caos, lo que hace que revertir el tiempo parezca imposible.
En sistemas cuánticos, sin embargo, las reglas son diferentes. Las partículas subatómicas no se comportan como objetos cotidianos; su evolución está regida por la ecuación de Schrödinger, que describe cómo las probabilidades de sus estados cambian con el tiempo. Los investigadores se preguntaron: ¿podría ser posible diseñar un experimento que invierta este proceso?
Para ilustrar la complejidad de retroceder el tiempo, los científicos usaron una analogía: un taco de billar rompiendo un triángulo de bolas. Las bolas se dispersan en direcciones caóticas, simbolizando cómo el orden inicial se convierte en desorden. retroceder el tiempo implicaría devolver las bolas a su posición original. En el ámbito cuántico, esto sería como tomar un electrón cuya posición estaba bien localizada y retroceder el reloj para devolverlo a ese mismo estado.
El equipo calculó que, en la naturaleza, la probabilidad de que esto ocurra espontáneamente es prácticamente nula. Para que un electrón real revirtiera su estado de forma aleatoria, necesitaríamos observar 10 mil millones de electrones cada segundo durante toda la vida del universo (13.7 mil millones de años). Incluso entonces, solo retrocedería en el tiempo una fracción infinitesimal de segundo.
Revirtiendo el tiempo con computación cuántica
Aunque improbable en la naturaleza, la inversión del tiempo es posible en entornos controlados. Utilizando una computadora cuántica, los investigadores simularon un sistema en el que un electrón difuso podía “volver” a su estado original mediante una operación específica.
En una configuración de dos qubits, lograron retroceder el tiempo con un éxito del 85%. Sin embargo, al aumentar la complejidad a tres qubits, la tasa de éxito cayó al 50%, y los errores aumentaron significativamente. Este declive en la precisión refleja uno de los grandes desafíos de la computación cuántica: la fragilidad de los qubits ante el ruido y las imperfecciones.
Aunque esta hazaña no nos acerca a construir una máquina del tiempo como las que vemos en el cine, tiene profundas implicaciones para el futuro de la tecnología cuántica. Los programas de inversión del tiempo podrían mejorar la precisión y la corrección de errores en computadoras cuánticas, una tecnología emergente con el potencial de revolucionar áreas como la criptografía, la simulación de materiales y la inteligencia artificial.
“La capacidad de revertir un sistema cuántico no es solo un truco elegante”, señalan los investigadores. “Podría ser clave para el desarrollo de algoritmos más robustos que minimicen los errores en cálculos cuánticos complejos.”
La inversión del tiempo en un sistema cuántico es un recordatorio fascinante de cuán diferente es el mundo subatómico del que experimentamos a diario. Si bien este avance no significa que podamos viajar al pasado para cambiar nuestros errores, podría ser el primer paso hacia computadoras cuánticas más potentes y precisas, capaces de resolver problemas que hoy parecen insuperables. En la frontera entre la física y la informática, este experimento nos acerca un poco más a descifrar los misterios fundamentales del universo.
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