Simular el ‘viaje en el tiempo’, gracias a la computación cuántica, refuta el efecto mariposa.
En la historia de ciencia ficción de Ray Bradbury de 1952, «A Sound of Thunder», 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 a menudo se le atribuye el término «efecto mariposa», que se refiere a la sensibilidad extremadamente alta de un sistema dinámico y complejo en sus condiciones iniciales. En un sistema de este tipo, los primeros y pequeños factores influyen de forma considerable en la evolución de todo el sistema.
En el siguiente estudio, en el Laboratorio Nacional de los Álamos (Nuevo México, 28 de julio de 2020), demostraron que si modificamos la información en el pasado, esas modificaciones causan muy pocos cambios (casi despreciables) cuando esa información vuelve al ‘presente’.
El estudio se hizo utilizando una computadora cuántica para simular el viaje en el tiempo, los investigadores demostraron que en el mundo cuántico no hay un «efecto mariposa». En la investigación, la información (qubits o bits cuánticos) “viaja en el tiempo” hacia un pasado simulado. Uno de ellos está fuertemente dañado, como si pisáramos una mariposa, metafóricamente hablando. Cuando todos los qubits regresan al «presente», parecen estar en gran parte inalterados, como si la propia realidad los restableciera.
«En una computadora cuántica, no hay problemas para simular la evolución opuesta en el tiempo o simular la ejecución de 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 realmente lo que sucede con un mundo cuántico complejo si viajamos atrás en el tiempo, agregamos pequeños daños y regresamos. Descubrimos que nuestro mundo sobrevive, lo que significa que no hay efecto mariposa en la mecánica cuántica“.
Este efecto tiene aplicaciones potenciales en el hardware que podamos utilizar para la ocultación de la información. Una computadora puede ocultar la información convirtiendo su estado inicial en un estado codificado seguro y a prueba de intrusiones.
“Descubrimos que incluso si un intruso realiza intrusiones que modifican de forma severa la información en el pasado, aún podemos recuperar fácilmente la información útil porque ese daño no se magnifica en un proceso de decodificación”, dijo Yan.
Este nuevo hallazgo también podría usarse para probar si un procesador es cuántico y si funciona según los principios cuánticos. Si un procesador ejecuta el sistema de Yan y Sinitsyn y muestra este efecto, entonces tiene que ser un procesador cuántico.
Para probar el efecto mariposa en sistemas cuánticos, Yan y Sinitsyn utilizaron la teoría y las simulaciones con el procesador cuántico IBM-Q desarrollando un sistema complejo mediante la aplicación de puertas cuánticas, con causa-efecto hacia adelante y hacia atrás.
Contrariamente a lo que se podía pensar, cuanto más atrás nos vayamos al pasado y cuanto más grandes sean los «mundos» en los que nos encontremos, más difícil es que la información vuelva dañada, es decir, cuanto más retrocedamos en el tiempo menos influencia tendremos en el presente-futuro.
“Descubrimos que la noción de caos en la física clásica y en la mecánica cuántica debe entenderse de manera diferente en la física cuántica”, dijo Sinitsyn.
Fuente: Laboratorio Nacional de los Álamos