Explicamos una propuesta de simulación de viaje en el tiempo.En uno de estos sitios digitales con que los modernos creen que pueden sustituir la lectura de periódicos, se publicó el 17 de octubre de 2023 un artículo con el siguiente titular "Realizan un viaje atrás en el tiempo usando partículas cuánticas para cambiar el pasado”. Llego a el “gracias” a una de esas amables sugerencias de noticias que se supone que estoy interesado en leer (¡cuanto más interesante sería un algoritmo que seleccionara aquello que se supone que no me va a gustar!). No debería alimentar al monstruo del “clickbait”, pero ¡ay! lo hago y clico. Me entero entonces de que la noticia se hace eco de un artículo científico en el que:
a) lógicamente, no se ha realizado ningún viaje en el tiempo. b) De hecho, no se ha realizado ningún experimento. c) De hecho, los autores califican a su propuesta de experimento de “gedanken”, es decir, uno de esos experimentos mentales que en realidad no se pueden hacer, o no son muy viables. d) Incluso si se llevara a cabo la propuesta de experimento, en ningún caso se estaría realizando un viaje en el tiempo, sino solo una simulación (lo cual ya sabemos que no es lo mismo, desde que nos lo enseñó Meg Ryan). e) La manera en la que se simularía el viaje en el tiempo (mediante teletransporte cuántico) es conocida desde 2005 (¡y hay experimentos realizados desde 2010!). Lo que proponen los autores ahora es una aplicación en el campo de la metrología cuántica. De todo esto, entonces, lo único que me parece interesante es contarles a ustedes, las dos o tres lectoras que todavía clican por aquí, algo que no había explicado hasta ahora: eso de que el teletransporte cuántico puede usarse para simular un viaje hacia atrás en el tiempo. El teletransporte cuántico lo he intentado explicar varias veces, por ejemplo aquí https://cuantoscompletos.weebly.com/blog/no-la-informacion-cuantica-no-viaja-mas-rapido-que-la-luz-ii. Asumiré en adelante que no necesito volver a explicarlo en términos “no técnicos", pero mis lectoras siempre pueden consultar el enlace anterior u otras entradas de este blog. En jerga técnica: supongamos que queremos transmitir el estado de un cúbit A a un cúbit B sin saber cuál es ese estado. Entonces consigo otro cúbit A’ y creo un estado con entrelazamiento cuántico máximo entre A’ y B. Después mido mis dos cubits A y A’ . Tras las medidas, el nuevo estado del cúbit B no es el estado original de A, pero siempre se puede relacionar con el si le mandamos por teléfono el resultado de las medidas a quien tenga el cúbit B. Dependiendo de ese resultado, siempre hay una operación que transforma el cúbit B al estado original del cúbit A, realizando el teletransporte. Ahora bien, como son medidas sobre dos cubits, hay cuatro posibilidades: 00, 01, 10 y 11. En cada uno de esos casos, igualmente probables, hay que hacer una transformación diferente para acabar el teletransporte. Y una cosa curiosa, que es la que nos interesa hoy, es que en uno de los casos, esa operación consiste en no hacer nada. Es decir, el 25% de las veces, el cúbit B ya está en el estado que queremos. Además, resulta que los cúbits A y A’ se quedan, en ese caso, en el estado máximamente entrelazado que originalmente tenían A’ y B. Resumamos y recordemos: al principio teníamos a A en un estado desconocido y a A’-B en un estado máximamente entrelazado, y ahora tenemos a B en ese mismo estado desconocido y a A-A’ en ese mismo estado máximamente entrelazado. Pues bien, a uno de los padres del protocolo de teletransporte cuántico (Charles Bennett) se le ocurrió pensar qué pasaría si en lugar de tener tres cubits como en el párrafo anterior, tuviéramos uno solo al que le da por viajar hacia atrás en el tiempo. Si el cúbit A, en un momento dado vuelve hacia atrás en el tiempo, digamos desde un instante t hasta un instante 0, durante el rato que va desde 0 hasta t tenemos dos copias del cúbit A. Imaginen que el DeLorean de Marty no tiene que moverse del sitio para acelerar hasta 88 millas por hora, sino que la máquina del tiempo se queda en el sitio en el que está. Entonces tendríamos a Marty dentro del DeLorean yendo hacia atrás en el tiempo, mientras hay otro Marty fuera del DeLorean, escapando de los libios, yendo hacia el Delorean etc. Bennett imaginó que el cúbit A’ era el cúbit A yendo hacia atrás en el tiempo (Marty dentro del DeLorean), de manera que las medidas se hacían en algún momento de ese rato entre 0 y t. Por último, imaginemos que cuando el cúbit A’ llega de vuelta al instante t=0, decide hacer algo distinto, y por tanto, ya no entra en el aparato de medida. Es decir, al llegar a t=0, Marty sale del DeLorean y se va corriendo en otra dirección. Por tanto, ahora, entre 0 y t, tenemos tres cubits (y tres Martys): Bennett imaginó que este último sería el cúbit B. ¿Cuál sería el estado final de estos tres cúbits, o sea de estas tres copias del cúbit A creadas por el viaje hacia atrás en el tiempo? Como el cúbit B es como el A en t=0 y después no entra en el aparato de medida, estará en el estado original del cúbit A. Mientras que el A y el A’ sí que entran al aparato de medida antes de t, de manera que acabarán en el estado máximamente entrelazado. O sea, ¡exactamente igual que en el caso del párrafo anterior! Es decir, que si el teletransporte fuera siempre como en el caso en que B no tiene que hacer ninguna operación al final, su resultado sería exactamente igual que el de un viaje hacia atrás en el tiempo. ¡Pero recordemos que eso solo sucede el 25% de las veces que intento hacer teletransporte! Esa es la diferencia con un viaje real en el tiempo: aunque yo fuera capaz de meter el 25% de los tiros que mete Luka Doncic, seguiría sin ser Luka Doncic. Ahora bien, en el campo de la información cuántica es bastante común usar un truco llamado “post-selección”, que consiste en hacer lo mismo que en las discusiones en redes sociales: usar solo los datos que nos convienen y descartar todo lo demás. En este caso, descartamos todas las medidas de A y A’ que no nos dan los resultados que queremos, y nos quedamos solo con los resultados que nos interesan. O sea, como si yo grabara en vídeo todos mis tiros, borrara mi exceso de fallos, e intentará convencer al entrenador de que soy Luka Doncic, enseñándole el vídeo editado. Evidentemente, el truco solo funciona si fingimos ignorar que la mayor parte de lo que ha sucedido en realidad ha sido descartado. Y en eso consiste la simulación de un viaje en el tiempo usando un teletransporte cuántico con post-selección: si miramos solo esa información los resultados serían indistinguibles del viaje en el tiempo descrito más arriba, lo cual puede ser útil dentro del marco de una simulación, pero no conviene olvidar que nos estamos olvidando de la mayor parte de la información. Bennett presentó esta idea en una conferencia en Viena en 2005 (de la que ya tengo la suerte de tener un pdf guardado, ver figura, donde el cúbit 2 es nuestro A, 1 es A’ y 3 es B; se incluye además una operación U que no representa nada en nuestro esquema, ya que sería una posible interacción adicional entre B y A, es decir, un clásico de la ciencia ficción:el viajero en el tiempo intentando cambiar su pasado), y en 2010 se hizo un experimento de teletransporte cuántico con post-selección para simular un viaje hacia atrás en el tiempo y la famosa “paradoja del abuelo” https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.106.040403.
0 Comments
|
AutorCarlos Sabín. Investigador Ramón y Cajal en el Departamento de Física Teórica de la Universidad Autónoma de Madrid. Desde 2015 hasta 2022 escribí el blog "Cuantos Completos" en la plataforma SciLogs de la revista "Investigación y Ciencia". Autor de "Verdades y mentiras de la física cuántica" amzn.to/3b4z1MO y "Física cuántica y relativista: más allá de nuestros sentidos" http://shorturl.at/bdLN0 Archivos
February 2024
Categorías
All
|