Utilizando una computadora cuántica para simular el viaje en el tiempo, los investigadores han demostrado que, en el reino cuántico, no hay "efecto mariposa". En la investigación, la información qubits o bits cuánticos "viaje en el tiempo" hacia elUno de ellos está fuertemente dañado, como pisar una mariposa, metafóricamente hablando. Sorprendentemente, cuando todos los qubits regresan al "presente", parecen en gran parte inalterados, como si la realidad se autocurara.
"En una computadora cuántica, no hay problema 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 BinYan, un postdoctorado en el Centro de Estudios No Lineales, también en Los Alamos. "Entonces podemos ver realmente lo que sucede con un mundo cuántico complejo si viajamos 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 ".
En la historia de ciencia ficción de Ray Bradbury de 1952, "A Sound of Thunder", un personaje usó una máquina del tiempo para viajar al pasado profundo, donde pisó una mariposa. Al regresar al tiempo presente, encontró un mundo diferente.A esta historia se le atribuye a menudo el mérito de haber acuñado el término "efecto mariposa", que se refiere a la sensibilidad extremadamente alta de un sistema dinámico y complejo a sus condiciones iniciales. En tal sistema, los primeros factores pequeños influyen fuertemente en la evolución del sistema.sistema entero.
En cambio, Yan y Sinitsyn descubrieron que simular un regreso al pasado para causar pequeños daños locales en un sistema cuántico conduce a daños locales pequeños e insignificantes en el presente.
Este efecto tiene aplicaciones potenciales en hardware para ocultar información y probar dispositivos de información cuántica. Una computadora puede ocultar la información al convertir el estado inicial en uno fuertemente entrelazado.
"Descubrimos que incluso si un intruso realiza mediciones que dañan el estado en el estado fuertemente entrelazado, aún podemos recuperar fácilmente la información útil porque este daño no se magnifica con un proceso de decodificación", dijo Yan. "Esto justifica las conversaciones sobre la creación dehardware cuántico que se utilizará para ocultar información ".
Este nuevo hallazgo también podría usarse para probar si un procesador cuántico está, de hecho, funcionando según los principios cuánticos. Dado que el efecto sin mariposa recién descubierto es puramente cuántico, si un procesador ejecuta el sistema de Yan y Sinitsyn y muestra este efecto, entoncesdebe ser un procesador cuántico.
Para probar el efecto mariposa en sistemas cuánticos, Yan y Sinitsyn utilizaron teoría y simulaciones con el procesador cuántico IBM-Q para mostrar cómo un circuito podría desarrollar un sistema complejo mediante la aplicación de puertas cuánticas, con causa y efecto hacia adelante y hacia atrás.
Presto, un simulador de máquina del tiempo cuántica.
En el experimento del equipo, Alice, un agente suplente favorito utilizado para experimentos de pensamiento cuántico, prepara uno de sus qubits en el tiempo presente y lo ejecuta al revés a través de la computadora cuántica. En el pasado profundo, un intruso: Bob,Otro sustituto favorito: mide el qubit de Alice. Esta acción perturba el qubit y destruye todas sus correlaciones cuánticas con el resto del mundo. A continuación, el sistema avanza hasta el momento actual.
Según Ray Bradbury, el pequeño daño de Bob al estado y todas esas correlaciones en el pasado deben magnificarse rápidamente durante la compleja evolución hacia adelante en el tiempo. Por lo tanto, Alice no debería poder recuperar su información al final.
Pero eso no fue lo que sucedió. Yan y Sinitsyn descubrieron que la mayor parte de la información local actual estaba oculta en el pasado profundo en forma de correlaciones esencialmente cuánticas que no podían ser dañadas por alteraciones menores. Demostraron que la información regresa al qubit de Alicesin mucho daño a pesar de la interferencia de Bob. Contrariamente a la intuición, para viajes más profundos al pasado y para "mundos" más grandes, la información final de Alice vuelve a ella aún menos dañada.
"Descubrimos que la noción de caos en la física clásica y en la mecánica cuántica debe entenderse de manera diferente", dijo Sinitsyn.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por DOE / Laboratorio Nacional de Los Alamos . Nota: el contenido se puede editar por estilo y longitud.
Referencia de la revista :
cite esta página :