Un equipo internacional de científicos, liderado por el Instituto de Física y Tecnología de Moscú, consiguió revertir el estado de una computadora cuántica durante una fracción de segundo. El experimento cuestiona la flecha del tiempo y abre nuevas posibilidades para la física moderna.

La segunda ley de la termodinámica bajo escrutinio

La segunda ley de la termodinámica dicta que los sistemas tienden al desorden, marcando la dirección del tiempo: del pasado hacia el futuro. Este principio es lo que hace imposible ver volcanes estallando al revés o tinta separándose del papel.

Sin embargo, los investigadores plantearon la posibilidad de desafiar esta ley, al menos a escala cuántica. Usaron el ejemplo de un electrón en el espacio interestelar. Teóricamente, por fluctuaciones cósmicas aleatorias, el electrón podría volver a un estado pasado.

El cálculo de probabilidades reveló algo sorprendente: incluso observando miles de millones de electrones cada segundo, a lo largo de la vida del universo este fenómeno ocurriría solo una vez. Y aun así, el retroceso temporal sería insignificante, de apenas una diezmilmillonésima de segundo.

Esto explica por qué en el mundo macroscópico no observamos el tiempo retroceder. El número de partículas involucradas es tan enorme que la entropía siempre gana. Aun así, los físicos decidieron comprobar si podían recrear esa improbable inversión temporal de manera controlada.

El experimento para revertir el tiempo con la computadora cuántica

Para su prueba, los científicos utilizaron una computadora cuántica de dos y tres cúbits superconductores. Simularon un proceso en cuatro etapas que iba del orden al desorden y luego regresaba, imitando la hipotética inversión temporal de un sistema físico en miniatura.

Primero, prepararon los cúbits en un estado inicial ordenado, equivalente a bolas de billar antes de romperse. Después, dejaron que el sistema evolucionara, creando un patrón complejo de ceros y unos, reflejo del caos progresivo previsto por la termodinámica.

La tercera etapa fue decisiva: un algoritmo especial revirtió el proceso. Como si un golpe perfectamente calculado devolviera las bolas de billar a su pirámide inicial, los cúbits comenzaron a regresar a su configuración original. Era la flecha del tiempo, invertida artificialmente.

Finalmente, al reiniciar el programa, comprobaron que los cúbits regresaban a su estado inicial en un 85 % de los casos con dos cúbits. Con tres, el éxito cayó al 50 %, debido a errores técnicos de la computadora cuántica.

Implicaciones para el futuro de la física y la computación

El resultado no significa que viajaremos al pasado, pero sí que el tiempo puede manipularse en sistemas controlados. Los físicos demostraron que la reversibilidad cuántica es más que una teoría: puede lograrse bajo condiciones específicas con la tecnología adecuada.

Además, el propio algoritmo de inversión temporal podría tener aplicaciones inmediatas. Al corregir estados y reducir errores, se convertiría en una herramienta útil para perfeccionar las futuras computadoras cuánticas, aumentando su precisión y fiabilidad en cálculos de gran complejidad.

Este tipo de avances no solo replantea la naturaleza del tiempo, sino que también abre la puerta a tecnologías disruptivas. Una computación cuántica más precisa aceleraría investigaciones en criptografía, inteligencia artificial, simulación de materiales y hasta en biomedicina, cambiando radicalmente nuestra vida cotidiana.

Aunque aún estamos lejos de ver aplicaciones prácticas en viajes temporales, el simple hecho de haber revertido un sistema cuántico coloca a la ciencia en un territorio fascinante. La flecha del tiempo ya no parece tan unidireccional como antes.

El experimento del MIPT y sus colaboradores demostró que invertir el tiempo en un sistema cuántico es posible. Más allá de los titulares futuristas, el hallazgo podría ser clave para perfeccionar la computación cuántica y comprender mejor las leyes fundamentales que rigen el universo.

Referencia:
Scientific Reports/Arrow of time and its reversal on the IBM quantum computer. Link