Usando una computadora cuántica para simular el viaje en el tiempo, los investigadores han demostrado que, en el reino cuántico, no hay "efecto mariposa". En la investigación, información — qubits, o bits cuánticos:"viaje en el tiempo" hacia el pasado simulado. Entonces uno de ellos está muy dañado, como pisar una mariposa, Metafóricamente hablando. Asombrosamente, cuando todos los qubits vuelvan al presente, 'parecen en gran parte inalterados, como si la realidad fuera autocurativa.

"En una computadora cuántica, no hay problema para simular la evolución opuesta en el tiempo, o simulando ejecutar un proceso hacia atrás en el pasado, "dijo Nikolai Sinitsyn, físico teórico del Laboratorio Nacional de Los Alamos y coautor del artículo con Bin Yan, un postdoctorado en el Centro de Estudios No Lineales, también en Los Alamos. "Así que podemos ver lo que sucede con un mundo cuántico complejo si viajamos en el tiempo, agregar un pequeño daño, y volver. Descubrimos que nuestro mundo sobrevive lo que significa que no hay efecto mariposa en la mecánica cuántica ".

En la historia de ciencia ficción de Ray Bradbury de 1952, "Un sonido de trueno, "un personaje utilizó una máquina del tiempo para viajar al pasado profundo, donde pisó una mariposa. Al regresar a la actualidad, encontró un mundo diferente. A esta historia se le atribuye a menudo el mérito de haber acuñado el término "efecto mariposa, "que se refiere a la sensibilidad extremadamente alta de un complejo, sistema dinámico a sus condiciones iniciales. En tal sistema, temprano, pequeños factores continúan influyendo fuertemente en la evolución de todo el sistema.

En lugar de, Yan y Sinitsyn descubrieron que simular un regreso al pasado para causar pequeños daños locales en un sistema cuántico solo conduce a pequeños, daño local insignificante en el presente.

Este efecto tiene aplicaciones potenciales en hardware de ocultación de información y pruebas de dispositivos de información cuántica. Una computadora puede ocultar la información convirtiendo el estado inicial en uno fuertemente enredado.

"Descubrimos que incluso si un intruso realiza mediciones que dañan el estado en el estado fuertemente enredado, todavía podemos recuperar fácilmente la información útil porque este daño no se magnifica por un proceso de decodificación, ", Dijo Yan." Esto justifica las conversaciones sobre la creación de hardware cuántico que se utilizará para ocultar información ".

Este nuevo hallazgo también podría usarse para probar si un procesador cuántico es, De hecho, trabajando por principios cuánticos. Dado que el efecto sin mariposa recién descubierto es puramente cuántico, si un procesador ejecuta el sistema de Yan y Sinitsyn y muestra este efecto, entonces debe ser un procesador cuántico.

Para probar el efecto mariposa en sistemas cuánticos, Yan y Sinitsyn utilizaron teoría y simulaciones con el procesador cuántico IBM-Q para mostrar cómo un circuito podría desarrollar un sistema complejo mediante la aplicación de puertas cuánticas. con causa y efecto hacia adelante y hacia atrás.

Presto, un simulador de máquina del tiempo cuántica.

En el experimento del equipo, Alicia, un agente sustituto favorito utilizado para experimentos de pensamiento cuántico, prepara uno de sus qubits en el tiempo presente y lo ejecuta al revés a través de la computadora cuántica. En el pasado profundo un intruso:Bob, otro suplente favorito:mide el qubit de Alice. Esta acción perturba el qubit y destruye todas sus correlaciones cuánticas con el resto del mundo. Próximo, el sistema avanza hasta el momento actual.

Según Ray Bradbury, El pequeño daño de Bob al estado y todas esas correlaciones en el pasado deberían magnificarse rápidamente durante la compleja evolución hacia adelante en el tiempo. Por eso, Alice no debería poder recuperar su información al final.

Pero eso no es lo que pasó. Yan y Sinitsyn descubrieron que la mayor parte de la información local actual estaba oculta en el pasado profundo en forma de correlaciones esencialmente cuánticas que no podían dañarse con una manipulación menor. Demostraron que la información regresa al qubit de Alice sin mucho daño a pesar de la interferencia de Bob. Contraintuitivamente, para viajes más profundos al pasado y para mundos más grandes, "La información final de Alice vuelve a ella aún menos dañada.

"Descubrimos que la noción de caos en la física clásica y en la mecánica cuántica debe entenderse de manera diferente, "Dijo Sinitsyn.