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En El curioso caso de
Benjamin Button, un cuento de F. Scott Fitzgerald que después se convirtió en
una película protagonizada por Brad Pitt, un hombre se desarrolla al revés:
nace como un viejo y va rejuveneciendo a lo largo de los años, hasta que muere
como un bebé de brazos.
Esto no es algo que veamos
en la vida real. La pregunta es por qué no. En lo que equivale a un triunfo
tecnológico para los aspirantes a convertirse en los Benjamin Button del mundo
virtual, un equipo de físicos cuánticos informó a principios de este año que
había logrado crear un algoritmo de cómputo que actúa como la "fuente de
la juventud".
Con la ayuda de una
computadora cuántica IBM, lograron revertir una millonésima de segundo de
envejecimiento de una sola partícula elemental simulada. No obstante, se trató
de una victoria pírrica en el mejor de los casos, ya que requirió de
manipulaciones tan poco probables de ocurrir de manera natural que solo reforzó
la noción de que estamos irremediablemente atrapados en el flujo del tiempo.
La mayoría de nosotros
creemos que los átomos de un huevo revuelto no se pueden restaurar en el
interior de un cascarón prístino. Parece que, en condiciones generales,
probablemente ni siquiera una sola partícula puede retroceder sin ayuda ni una
alteración meticulosa.
"Demostramos que hacer
retroceder en el tiempo incluso a UNA sola partícula cuántica es una tarea
insalvable para la naturaleza por sí misma", comentó en un correo
electrónico Valerii M. Vinokur, del Laboratorio Nacional de Argonne, uno de los
cinco aspirantes a "señores del tiempo", encabezados por Gordey B.
Lesovik del Instituto de Física y Tecnología de Moscú.
"Un sistema que incluye
dos partículas es todavía más irreversible, ni qué decir de los huevos
(compuestos de miles de millones de partículas) que rompemos para preparar un
omelet".
En el papel, las leyes
fundamentales de la física son reversibles; funcionan matemáticamente ya sea
que el tiempo avance o retroceda, pero, si el tiempo es solo otra dimensión del
espacio-tiempo, como afirmó Einstein, es una dimensión extraña que va en un
solo sentido. En el mundo real podemos salir del tren subterráneo y dar vuelta
a la derecha o a la izquierda, pero no tenemos la opción de avanzar o
retroceder en el tiempo. Siempre nos dirigimos hacia el futuro.
El principio de
incertidumbre, que está en el centro de la mecánica cuántica, dice que, en un
momento determinado se puede especificar ya sea la ubicación o la velocidad de
una partícula subatómica, pero no ambas. En consecuencia, una partícula como un
electrón, o un sistema de partículas, está representado por una entidad
matemática llamada función de onda, cuya magnitud es una medida de la probabilidad
de encontrar una partícula en un sitio o condición específicos.
La función de onda se
extiende a lo largo del espacio y el tiempo. La ley que describe su evolución,
conocida como la ecuación de Schrödinger, en honor al físico austriaco Erwin
Schrödinger, es igualmente válida ya sea avanzando o retrocediendo, pero lograr
que una función de onda vaya en reversa no es un asunto menor.
Aquí aparece la computadora
cuántica.
A diferencia de las
computadoras habituales, que procesan una serie de ceros y unos, o bits, las
computadoras cuánticas están hechas de algo que se conoce como cúbits o bits
cuánticos, cada uno de los cuales puede ser cero y uno al mismo tiempo. Una
computadora cuántica puede llevar a cabo miles o millones de cálculos
simultáneamente, siempre y cuando nadie vea cuál es la respuesta sino hasta el
final.
Lesovik y sus colegas se
propusieron tratar de hacer que una función de onda retrocediera, con ayuda de
una computadora cuántica IBM que está disponible en línea para el público.
"Está por verse",
escribió el equipo en el artículo que publicó en línea en febrero, "si la
irreversibilidad del tiempo es una ley fundamental de la naturaleza o si, por
el contrario, podría eludirse".
La computadora IBM que
usaron representa un paso minúsculo en la dirección de lo que los teóricos
llaman "supremacía cuántica". Solo tenía 5 cúbits (también hay
dispositivos IBM con 16 y 20 cúbits), en comparación con la computadora
"Bristlecone" de 72 cúbits de Google, que es mucho más avanzada. Para
mantener las cosas más sencillas, el grupo solo usó uno o, a veces, tres de los
cúbits.
El experimento para revertir
el tiempo fue un proceso de cuatro pasos. Primero, los cúbits se prepararon en
un estado simple inicial que imitaba un "átomo artificial", explicó
Vinokur. Además, se entrelazaron los cúbits mediante lo que Einstein llamó
"una acción fantasmal a distancia": cualquier cosa que le ocurriera a
un cúbit afectaba las mediciones del otro (o de los otros dos, dependiendo de
cuántos cúbits se desplegaran).
Luego, el equipo tocó los
cúbits con una serie de pulsos de radio de microondas, que les dieron un
empujoncito para que pasaran de un estado sencillo a uno de mayor complejidad.
Tras una millonésima de segundo, los científicos detuvieron esta fase —"el
programa de evolución"— y sometieron a los cúbits a otro pulso de
microondas, para revertir su fase y alistarlos para devolverlos a su ser
juvenil.
"En lenguaje gráfico,
convertimos los anillos en expansión del estanque en los anillos que están
listos para regresar a su origen", explicó Vinokur. Esto tomó otra
millonésima de segundo.
Por último, el equipo volvió
a encender el programa "evolución". Y los cúbits regresaron a su
alineación original, de vuelta a su propio pasado. En efecto, se hicieron una
millonésima de segundo más jóvenes.
El algoritmo casi siempre
funcionó. Logró regresar a los cúbits a sus estados juveniles el 85 por ciento
de las veces cuando el cálculo incluía 2 cúbits, pero solo la mitad de las
veces cuando se usaron 3 cúbits. Los autores atribuyeron la confiabilidad
reducida a las imperfecciones de la computadora cuántica y a la tendencia de
los cúbits a salirse de sincronía cuando sus números aumentan.
En última instancia, se
necesitarán máquinas con cientos de cúbits para lograr las ambiciones de los
matemáticos cuánticos. Cuando dichas computadoras estén disponibles, el
algoritmo de reversión del tiempo del equipo podría usarse para ponerlas a
prueba, como declaró Andrey V. Lebedev, físico de ETH Zurich en Suiza y autor
del artículo, en un comunicado de prensa del Instituto de Física y Tecnología
de Moscú.
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Copyright: 2019 The New York Times News Service