Los investigadores que trabajan en la ciencia cuántica han estudiado cómo es que se puede estirar o invertir el flujo del tiempo en este terreno. Muchos podríamos decir que el tiempo avanza; así es como han ocurrido muchos sucesos. La disyuntiva está presente porque se ha descubierto que algunas ecuaciones de la mecánica cuántica funcionan aunque el tiempo transcurra a la inversa.
De acuerdo a una investigación publicada en Physical Review X, se han desarrollado protocolos de control cuántico que hacen que algunos procesos sean coherentes con el flujo del tiempo hacia atrás. Fue posible mediante una combinación de mediciones, retroalimentación y campos de control personalizados hechos con el mayor cuidado posible. Los resultados demostraron que se puede suprimir la flecha del tiempo de un sistema cuántico, hasta invertir su dirección. El trabajo permite abrir la brecha para extraer energía de dichos sistemas para preparar estados cuánticos.
Descubrimientos asombrosos en la física relacionados con el tiempo cuántico
Para la investigación se aprovecharon de las leyes de la mecánica cuántica; al no solo observar las mediciones, sino que pueden alterar el sistema medido, pudieron diseñar algunas dinámicas cuánticas inusuales. Una de ellas incluyó una trayectoria que asemeja a una evolución con el tiempo invertido. La demostración radicó en utilizar el método para el diseño de un motor alimentado por mediciones capaz de extraer energía derivada de monitorizar un sistema cuántico.
El físico del Laboratorio Nacional de Los Alamos, Luis Pedro García-Pintos, describió que la mayoría de las leyes fundamentales de la física consideran que el movimiento hacia adelante y hacia atrás en el tiempo es físicamente posible. Son leyes que son simétricas en la inversión del tiempo. En sistemas cuánticos que operan a un nivel microscópico, las herramientas desarrolladas pueden manipular la flecha del tiempo. Esto puede ser el origen para abrir nuevas maneras de control. En la física de todos los tiempos, la observación de un sistema tiene poco efecto sobre lo que se mide; en la física cuántica, se puede modificar aleatoriamente el estado de un sistema, es por eso que puede crearse una flecha del tiempo.
Es por eso que se utilizaron mediciones y retroalimentación para diseñar las llamadas trayectorias estocásticas que simulan el tiempo en sentido inverso. Se creó una secuencia programada de campos y pulsos que imitan el efecto de las mediciones. En el proceso de retroalimentación, se pudo cancelar, intensificar o corregir sobre la marcha las perturbaciones de las mediciones. Se generaron nuevas trayectorias consistentes con las flechas del tiempo.
Las herramientas que ya fueron desarrolladas por los investigadores pueden modificar el flujo de energía dentro y fuera de un sistema cuántico. La capacidad da origen a un sistema de medición continua que obtiene energía del propio monitoreo del sistema. En cuanto a las mediciones cuánticas, pueden ser un recurso termodinámico que suministre energía útil para otro proceso o para almacenarse en una batería cuántica. Se harán trabajos en el futuro donde se contemplarán pruebas de procesos de medición hamiltonianos para el control de retroalimentación cuántica, por ejemplo, con los cúbits de superconductores, además de la preparación de estados cuánticos mediante el diseño de protocolos.