El grupo, dirigido por el profesor asistente de física de Caltech, Yu-xi Liu, y el profesor del MIT, Alexej Jerschow, describe el nuevo concepto en un artículo que aparece en la edición de agosto de 2019 de Nature Physics.
"Con la tecnología demostrada en nuestro artículo, podemos medir directamente la dinámica cuántica temprana de una gran clase de sistemas cuánticos", dice Liu, y añade:"Esto es similar en espíritu a la idea de la fotografía a intervalos; excepto en nuestro caso. , el efecto del viaje en el tiempo no se aplica a personas u objetos sino a la información cuántica".
Los científicos desarrollaron sus sensores cuánticos que viajan en el tiempo basándose en un fenómeno llamado entrelazamiento cuántico. El entrelazamiento cuántico ocurre cuando dos o más partículas están unidas de tal manera que el estado de una partícula no puede describirse independientemente del estado de la otra. Este concepto es contrario a nuestra experiencia cotidiana de la física clásica, pero ha sido confirmado repetidamente por experimentos.
En la nueva investigación, Liu y sus colegas aprovecharon el entrelazamiento cuántico para crear una especie de borrador cuántico que les permitió recuperar información sobre la dinámica temprana de un sistema cuántico en particular.
Para ilustrar el concepto, los científicos utilizaron un sistema cuántico formado por dos partículas (átomos) atrapadas y giratorias, denominadas bits cuánticos o qubits para abreviar. Los espines de estos dos qubits estaban entrelazados y la evolución temporal de sus espines se vio afectada por la presencia de un campo magnético.
En un momento preciso y controlado, los investigadores activaron el campo magnético y le permitieron afectar los espines de los dos qubits. Esto tuvo el efecto de codificar la información cuántica almacenada en los espines. Posteriormente, los investigadores implementaron el borrador cuántico, que restauró la información cuántica desde el momento anterior a la aplicación del campo magnético.
La capacidad de viajar en el tiempo (aunque sólo con respecto a la información cuántica) abre nuevas e interesantes posibilidades para comprender una variedad de procesos físicos. Por ejemplo, la técnica podría usarse para investigar el comportamiento en las primeras etapas de reacciones químicas, estudiar complejos mecanismos de disipación de energía e incluso descubrir propiedades fundamentales de los agujeros negros.
Liu está particularmente entusiasmado con las aplicaciones de los nuevos sensores cuánticos que viajan en el tiempo en la física de la materia condensada. "Es bastante sorprendente pensar en aplicar el poder del viaje cuántico en el tiempo a un sólido con billones de átomos, donde constantemente ocurren muchos fenómenos cuánticos diferentes", dice. "Una nueva forma de revisar la evolución de estos fenómenos podría revelar física oculta que normalmente no vemos".
