¿Computación cuántica basada en un efecto de viaje en el tiempo?

Aunque la posible existencia a escala cuántica de agujeros de gusano (“túneles que comunican regiones distintas del espacio-tiempo), combinada con el exótico fenómeno del entrelazamiento cuántico, no permitiría enviar pasajeros a viajar por el tiempo, sí podría ser la base de un tipo de computación cuántica capaz de resolver problemas matemáticos cuya solución es inalcanzable en la actualidad.



Si fuese posible enviar bits de información al pasado, algo que en teoría sería mucho más fácil de lograr que enviar objetos materiales, eso podría ser la clave para resolver problemas matemáticos actualmente insolubles, incluso aunque nadie de esa época pudiera acceder a dicha información enviada desde el futuro. Esta es la conclusión de un equipo internacional que acaba de presentar los resultados de su investigación.



Ese hipotético mensaje enviado al pasado y no abierto por nadie de allí puede ser sumamente útil si el experimentador lo entrelaza cuánticamente con algún otro sistema en el laboratorio antes de enviarlo. El entrelazamiento cuántico, un extraño efecto únicamente posible en el reino de la física cuántica, crearía correlaciones entre el mensaje que viaja por el tiempo y el sistema que en el laboratorio está entrelazado cuánticamente con dicho mensaje. Estas correlaciones pueden alimentar una computación cuántica.



Hace unos diez años, el investigador Dave Bacon, ahora en Google, mostró que una computadora cuántica que se valiera de ese efecto hipotético de viaje por el tiempo podría resolver rápidamente los problemas matemáticos de un tipo que los matemáticos han asumido como demasiado difíciles para poder resolverlos.












Si el universo permite lo que puede definirse como “curvas abiertas parecidas al tiempo”, las partículas que viajen por ellas hacia atrás en el tiempo podrían ayudar a realizar cálculos actualmente inabordables. A pesar de que tales curvas no permiten la interacción con nada en el pasado, los autores del nuevo estudio han llegado a la conclusión de que se produce una mejora espectacular en la potencia de computación, mientras la partícula viajera en el tiempo esté entrelazada con una mantenida en el presente. (Imagen: Adaptada de Quantum Information, doi:10.1038/npjqi.2015.7 (2015))



Sin embargo, había un obstáculo aparentemente insalvable: el ordenador cuántico de Bacon estaría viajando a través de “curvas cerradas parecidas al tiempo”, las cuales son vías a través del tejido del espacio-tiempo que se doblan sobre sí mismas. La relatividad general permite que existan tales vías a través de contorsiones en el espacio-tiempo llamadas agujeros de gusano. Pero los físicos sostienen que algo debe impedir que surjan esas oportunidades porque amenazarían la causalidad (el orden causa-efecto); en un ejemplo clásico, alguien podría viajar hacia atrás en el tiempo y matar a su abuelo, haciendo imposible su propia existencia).



Y no solo son los lazos familiares lo que se vería amenazado. Romper el flujo causal del tiempo tiene también consecuencias negativas para la propia computación cuántica, incapacitando el trabajo de una computadora de esa clase.



Sin embargo, la nueva investigación muestra que una computadora cuántica puede resolver problemas insolubles incluso si viaja a lo largo de esas curvas parecidas al flujo del tiempo, ya que en su modalidad “abierta” no crean problemas de causalidad, a diferencia de la modalidad “cerrada”. Ello se debe a que esas curvas abiertas no permiten la interacción directa con nada del propio pasado del objeto: las partículas viajeras en el tiempo (o los datos que contienen) nunca interaccionan con ellas mismas. De todas formas, se dejan intactas las extrañas propiedades cuánticas que permiten hacer computaciones “imposibles”. Así, según el equipo de Mile Gu, del Centro para las Tecnologías Cuánticas (CQT) en la Universidad Nacional de Singapur, se evitarían paradojas clásicas, como la de matar al propio abuelo, pero aún se obtendrían resultados extraordinarios.



En el estudio también han trabajado expertos de la Universidad de Oxford, en el Reino Unido, la Universidad Nacional Australiana en Canberra, y la Universidad de Queensland en St. Lucia, en Australia.



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