Todos marcamos los días con relojes y calendarios, pero quizás ningún reloj sea más inmediato que un espejo. Los cambios que notamos a lo largo de los años ilustran vívidamente la "flecha del tiempo" de la ciencia:la probable progresión del orden al desorden. No podemos revertir esta flecha más de lo que podemos borrar todas nuestras arrugas o restaurar una taza de té rota a su forma original.

¿O podemos?

Un equipo internacional de científicos dirigido por el Laboratorio Nacional Argonne del Departamento de Energía de EE. UU. (DOE) exploró esta pregunta en un experimento único en su tipo, logrando devolver brevemente una computadora al pasado. Los resultados, publicado el 13 de marzo en la revista Informes científicos , sugieren nuevos caminos para explorar el retroceso del tiempo en los sistemas cuánticos. También abren nuevas posibilidades para la prueba de programas de computadora cuántica y la corrección de errores.

Una computadora cuántica capaz de retroceder y limpiar los errores de manera efectiva mientras funciona podría funcionar de manera mucho más eficiente.

Para lograr la inversión de tiempo, el equipo de investigación desarrolló un algoritmo para la computadora cuántica pública de IBM que simula la dispersión de una partícula. En física clásica, esto podría aparecer como una bola de billar golpeada por un taco, viajando en línea. Pero en el mundo cuántico una partícula dispersa adquiere una calidad de fractura, extendiéndose en múltiples direcciones. Revertir su evolución cuántica es como revertir los anillos creados cuando se arroja una piedra a un estanque.

En naturaleza, restaurar esta partícula a su estado original, en esencia, volver a armar la taza de té rota es imposible.

El principal problema es que necesitaría un "supersistema, "o fuerza externa, manipular las ondas cuánticas de la partícula en cada punto. Pero, los investigadores señalan, la línea de tiempo requerida para que este supersistema aparezca espontáneamente y manipule adecuadamente las ondas cuánticas se extendería más que la del propio universo.

Sin inmutarse, el equipo se propuso determinar cómo se podría superar esta complejidad, al menos en principio. Su algoritmo simuló una dispersión de electrones mediante un sistema cuántico de dos niveles, "personificado" por un qubit de computadora cuántica, la unidad básica de información cuántica, y su evolución relacionada en el tiempo. El electrón pasa de un localizado, o "visto, " estado, a uno disperso. Entonces el algoritmo lanza el proceso al revés, y la partícula vuelve a su estado inicial; en otras palabras, retrocede en el tiempo, aunque solo sea por una pequeña fracción de segundo.

Dado que la mecánica cuántica se rige por la probabilidad más que por la certeza, las probabilidades de lograr esta hazaña del viaje en el tiempo eran bastante buenas:el algoritmo arrojó el mismo resultado el 85 por ciento de las veces en una computadora cuántica de dos qubits.

"Hicimos lo que antes se consideraba imposible, "dijo el científico senior de Argonne, Valerii Vinokur, quien dirigió la investigación.

El resultado profundiza nuestra comprensión de cómo la segunda ley de la termodinámica —que un sistema siempre se moverá del orden a la entropía y no al revés— actúa en el mundo cuántico. Los investigadores demostraron en trabajos anteriores que, teletransportando información, una violación local de la segunda ley era posible en un sistema cuántico separado en partes remotas que podían equilibrarse entre sí.

"Los resultados también dan un guiño a la idea de que la irreversibilidad resulta de la medición, destacando el papel que juega el concepto de "medición" en la base misma de la física cuántica, ", dijo el coautor del artículo Gordey Lesovik del Instituto de Física y Tecnología de Moscú.

Esta es la misma noción que capturó el físico austriaco Erwin Schrödinger con su famoso experimento mental, en el que un gato encerrado en una caja puede permanecer tanto muerto como vivo hasta que su estado sea monitoreado de alguna manera. Los investigadores suspendieron su partícula en esta superposición, o forma de limbo cuántico, limitando sus medidas.

"Esta fue la parte esencial de nuestro algoritmo, ", Dijo Vinokur." Medimos el estado del sistema al principio y al final, pero no interfirió en el medio ".

El hallazgo puede eventualmente permitir mejores métodos de corrección de errores en computadoras cuánticas, donde los fallos acumulados generan calor y engendran otros nuevos. Una computadora cuántica capaz de retroceder y limpiar los errores de manera efectiva mientras funciona podría funcionar de manera mucho más eficiente.

"En este momento, es muy difícil imaginar todas las implicaciones que esto puede tener, "Dijo Vinokur." Soy optimista, y creo que serán muchos ".

El estudio también plantea la pregunta:¿Pueden ahora los investigadores encontrar una manera de hacer que las personas mayores vuelvan a ser jóvenes? "Quizás, "Vinokur bromea, "con la financiación adecuada".