Físicos revertieron el tiempo con una computadora cuántica

12.06.2020 a las 16:40 hs 327 0

Esta noticia salió en 2019, pero como se puede volver en el tiempo la posteo hoy con nuestra maquina de viajes en el tiempo llamada "retronoticia"



Es fácil dar por sentado la flecha del tiempo, pero los engranajes de la física funcionan igual de bien en marcha atrás. ¿Tal vez esa máquina del tiempo es posible después de todo?

Un experimento del 2019 muestra cuánto espacio de maniobra podemos esperar cuando se trata de distinguir el pasado del futuro, al menos a escala cuántica. Puede que no nos permita revivir los años 60, pero podría ayudarnos a entender mejor por qué no.



Investigadores de Rusia y los EE.UU. se unieron para encontrar una manera de romper, o al menos doblar, una de las leyes más fundamentales de la física de la energía.

Segunda ley de la termodinámica


La segunda ley de la termodinámica más que una regla rígida es más bien un principio rector para el Universo. Dice que las cosas calientes se vuelven más frías con el tiempo a medida que la energía se transforma y se extiende desde las zonas donde es más intensa.

Es un principio que explica por qué tu café no se mantiene caliente en una habitación fría y por qué nadie te dejará patentar una máquina de movimiento perpetuo.

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



Juego de Billar


Prácticamente todas las demás reglas de la física pueden ser cambiadas y todavía tienen sentido. Por ejemplo, puedes hacer un zoom en una partida de billar, y una sola colisión entre dos bolas cualesquiera no se verá rara si la ves al revés.

Por otro lado, si vieras las bolas salir de las bolsas de la mesa y rearmar la pirámide inicial, sería una experiencia chocante. Esa es la segunda ley que funciona para ti.

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

Schrödinger y las bolas de billar


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 la ecuación de Schrödinger, que representa las posibilidades de las características de un electrón como una onda de azar.

Si esto es un poco confuso, volvamos a imaginar un juego de billar, pero esta vez las luces están apagadas. Empiezas con la información - una bola blanca - en tu mano, y luego la envías rodando por la mesa.



Puedes sacar la mano y agarrarla para señalar su ubicación, pero ahora no estás seguro de la velocidad a la que iba. También puedes rozar suavemente tu dedo contra él y saber con confianza su velocidad, pero a dónde fue... ¿quién sabe?

Hay otro truco que podrías usar, sin embargo. Una fracción de segundo después de que envíes la bola a rodar, puedes estar bastante seguro de que sigue cerca de tu mano moviéndose a gran velocidad.

En cierto 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", dijo la científica 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 borroso localizado en una pequeña región del espacio en el mismo período de tiempo."

Es como si tu bola blanca ya no se extendiera en una onda de infinitas posiciones posibles a través de la mesa oscura, sino que se rebobinara hacia tu mano.

La máquina del Tiempo


En teoría, no hay nada que impida que ocurra espontáneamente. Tendrías que mirar 10 mil millones de mesas de billar del tamaño de un electrón cada segundo y la vida de nuestro Universo para ver que ocurra una vez.



En lugar de esperar pacientemente y ver cómo se escurren los fondos, el equipo usó los estados indeterminados de las partículas de un ordenador cuántico como su bola de billar, y alguna manipulación inteligente del ordenador como su "máquina del tiempo".



Ajustando ciertas condiciones en la configuración del ordenador, esas posibilidades se limitaban de forma que rebobinaban la ecuación de Schrödinger deliberadamente.

Para probar esto, el equipo lanzó la configuración de nuevo, como si pateara una mesa de billar y viera las bolas dispersas reorganizarse en la forma de pirámide inicial. En alrededor del 85 por ciento de las pruebas basadas en sólo dos qubits, esto es exactamente lo que pasó.

¿Y esto para que sirve?


A nivel práctico, los algoritmos que usaron para manipular la ecuación de Schrödinger para rebobinar de esta manera podrían ayudar a mejorar la precisión de los ordenadores cuánticos.



Encontrar formas de empujar los límites de tales leyes físicas en la escala cuántica podría ayudarnos a entender mejor por qué el Universo "fluye" como lo hace.


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