Tornare indietro nel tempo si può con un computer quantistico

La sensazionale scoperta di un gruppo di scienziati russi che invertono il tempo per piccole particelle


Tornare indietro nel tempo è uno dei sogni e dei tabù della scienza vecchia e moderna: se ne parla da sempre e spesso è stata oggetto di dibattiti e tematica di entusiasmanti film di fantascienza ma cosa accadrebbe se davvero si potesse invertire il corso del tempo? La domanda è balzata nuovamente su tutti i tabloid con la notizia di alcuni scienziati russi che hanno apparentemente invertito il flusso del tempo in un esperimento condotto su un computer quantistico.
Live Science nel suo articolo Physicists Reverse Time for Tiny Particles Inside a Quantum Computer ha pubblicato il report dell’esperimento chiedendo ai diretti interessati cosa può significare una tale scoperta per l’umanità.
I misteri del tempo

Se infatti è improbabile che la scoperta porti a una macchina del tempo che funzioni sulle persone ma è sicuramente un evento scientifico da segnalare in quanto, il team di fisici, è riuscito a ripristinare il computer quantistico pubblico di IBM allo stato in cui era stato in un momento prima, secondo una ricerca pubblicata mercoledì sulla rivista Nature Scientific Reports - un risultato sfumato, ma che potrebbe avere conseguenze sorprendenti per il futuro del calcolo, della fisica quantistica e della nostra comprensione del tempo stesso.

"Abbiamo creato artificialmente uno stato che si evolve in una direzione opposta a quella della freccia termodinamica del tempo", ha detto Gordey Lesovik, fisico quantistico dell'Istituto di fisica e tecnologia di Mosca che ha guidato il progetto di ricerca, in una stampa pubblicata dall'università.
Il team di Lesovik ha lavorato con altri scienziati presso l'Argonne National Laboratory in Illinois per eseguire migliaia di esperimenti su un sistema quantistico programmato per invertire la freccia del tempo su un singolo elettrone.

Dopo migliaia di prove, i fisici sono riusciti a ripristinare lo stato precedente del computer quantistico circa l'85% delle volte, ma solo se stavano lavorando con un sistema semplificato a due qubit (il qubit è rappresentato da un vettore di dimensione 2 e modulo 1). Un computer quantistico più complesso con tre qubit era troppo caotico e l'esperimento di inversione temporale ha funzionato solo il 49% delle volte.
I ricercatori hanno detto che la complessità del sistema probabilmente è aumentata troppo con il terzo qubit, rendendo più difficile per il computer quantico mantenere il controllo su tutti gli aspetti del sistema. Senza tale controllo, l'entropia non può essere tenuta sotto controllo e l'inversione del tempo è quindi imperfetta. Tuttavia, mirano a sistemi più grandi e computer quantici più grandi per i loro prossimi passi come dichiarato dal ricercatore Valerii Vinokur, fisico dell'Argonne National Laboratory in Illinois, a Live Science.

Proprio come la ricerca sul teletrasporto quantico non ha nulla a che fare con il trasporto di persone, non c'è motivo di collegare questo studio alla nozione di una macchina che potrebbe viaggiare nel tempo. Piuttosto, gli scienziati sperano che il loro lavoro possa aiutare gli scienziati di computer quantistici a fare in modo che il loro software stia effettivamente facendo ciò che è previsto, recuperandolo nel tempo e verificando il suo lavoro.

I ricercatori hanno dunque usato un computer quantistico per simulare una singola particella, la sua funzione d'onda si è estesa nel tempo come un'increspatura in uno stagno. Quindi, hanno scritto un algoritmo nel computer quantistico che ha invertito l'evoluzione temporale di ogni singolo componente della funzione d'onda, rimuovendo essenzialmente quella ripple nella particella che l'ha creata. Hanno compiuto questa impresa senza aumentare l'entropia o il disordine in altre parti dell'universo, sfidando apparentemente la freccia del tempo.


Questo significa che i ricercatori hanno creato una macchina del tempo? Hanno violato le leggi della fisica? La risposta è no a entrambe le domande. La seconda legge della termodinamica dice che l'ordine dell'universo deve diminuire nel tempo ma non che non possa mai rimanere lo stesso in casi molto speciali.
"Il lavoro è un bel contributo alle basi della fisica", ha dichiarato James Whitfield, professore di fisica al Dartmouth College nel New Hampshire, che non è stato coinvolto nello studio. "Ci ricorda che non tutte le applicazioni dell'informatica quantistica devono essere orientate all'applicazione per essere interessanti."
"Questo è esattamente il motivo per cui stiamo costruendo computer quantistici", ha detto Bartlett. "Questa è una dimostrazione che i computer quantici possono permetterci di simulare cose che non dovrebbero accadere nel mondo reale".

Insomma, questi ultimi esperimenti ci fanno comprendere quanto la scienza si stia addentrando sempre più nei misteri della fisica e di come, partendo da piccole grandi deduzioni e da esperimenti che sanno di fantascienza, è davvero possibile scoprire tasselli importanti di un quadro ancora più grande... chissà cosa potrebbe riservarci la scienza in futuro!

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