La imagen, publicada en ‘Science Advances’, refleja el entrelazamiento cuántico, partículas que pueden mantenerse conectadas de manera tal que las propiedades físicas de una afectan a la otra, sin importar la distancia a la que se encuentren.

El vínculo entre estas partículas fue cuestionado por Einstein, ya que la interacción remota parecía ser incompatible con su teoría especial de la relatividad. Entonces, propuso que el entrelazamiento podría ser posible gracias a una variable oculta que conectara y mantuviera relacionadas a las partículas. Sin embargo, en la década de 1960, el físico John Bell comprobó la inexistencia de esas variables, refutando así la hipótesis de Einstein.

Physicists at the University of Glasgow have created the first direct image of quantum entanglement–the "spooky" process that links the measured properties of seemingly independent particles. https://t.co/3yebCUgpFx pic.twitter.com/4buZc7TH8Y

— Corey S. Powell (@coreyspowell) 14 de julio de 2019

Tras tomar la foto, Miles Padgett, uno de los autores del estudio, definió el resultado como “la prueba fundamental del entrelazamiento cuántico”, reporta ‘Live Science’.

Para lograrlo, debieron enlazar fotones. Entonces, calentaron un cristal con un láser ultravioleta y así dividieron fotones en dos. “Debido a la conservación de la energía de ambos y a la cantidad de movimiento, cada par resultante está entrelazado” explicó.

Así, revelaron que los pares entrelazados estaban correlacionados con más frecuencia de la que se podría esperar si estuviera involucrada una variable oculta.

El nuevo computador puede reducir drásticamente la dificultad de la simulación de los procesos estocásticos —o la evolución de variables aleatorias en función de otra variable— que nos rodean cada día en varias formas, desde los procesos climáticos hasta el índice de la bolsa.

El obstáculo principal es la multiplicación de las probabilidades con cada paso del tiempo. “Aunque tengamos que elegir entre solo dos posibilidades cada minuto, en menos de media hora habrá 14 millones de los futuros posibles. En menos de un día, su número excederá el número de los átomos en el universo”, cita phys.org a Mile Gu, de la Universidad tecnológica de Nanyang (Singapur).

Sin embargo, el dispositivo cuántico puede investigar los futuros poniéndolos en superposición, es decir, un estado ambiguo en el que dos condiciones se cumplan al mismo tiempo. Al interferir estas superposiciones entre sí, los científicos pueden evitar por completo mirar a cada futuro posible individualmente, lo que resulta en una notable economía de tiempo de trabajo y energía empleada por la máquina.

A pesar de que el aparato prototípico tiene solo 16 estados cuánticos, el esquema puede ampliarse sin limitaciones.

El logro puede suponer un impulso a la inteligencia artificial (IA), supone Farzad Ghafari de la Universidad de Griffith (Australia): “Nuestras técnicas pueden permitir que las IA mejoradas cuánticamente asuman el efecto de sus acciones de forma mucho más eficiente”.

Entretanto, el potencial de los computadores cuánticos aún está por explorar. “Así como pocos podían imaginar los múltiples usos de los ordenadores clásicos en los años 1960, nosotros todavía no sabemos qué pueden hacer los ordenadores cuánticos”,  admite Geoff Pryde, jefe del grupo australiano de científicos.

“La máquina del tiempo para objetos cuánticos ya existe, y la hemos creado en una computadora cuántica de IBM”, afirmó Lesovik y se refirió al descubrimiento como “algo sorprendente”, que nadie podría imaginar hace 10 años.

En el estudio, los especialistas avanzaron “en la comprensión y la aparición de la flecha del tiempo”, concepto que “se ha estado estudiando durante 100 años” y representa “una de las cuestiones más fundamentales”, señaló.

“Nuestra idea principal es que cada sistema puede ser enviado al pasado. Para esto necesitamos un supersistema”, dijo el científico. Así, los especialistas lograron “cambiar la dirección de la evolución” de un pequeño sistema cuántico con la ayuda de una computadora cuántica de IBM.

El científico precisa que de hecho se trata de una máquina del tiempo, pero solo para los sistemas cuánticos. En ese contexto, bromeó que si queremos ver un aparato “al estilo Herbert Wells” -escritor británico que hizo popular la idea sobre los viajes en el tiempo- aún tenemos que esperar mucho, ya que una máquina de ese tipo no aparecerá “pronto, o tal vez nunca”.

El equipo planea seguir con el proyecto y desarrollar algoritmos más eficientes de esta así llamada “regresión del tiempo”. “Nuestro algoritmo puede ser actualizado y usado para probar programas escritos para las computadoras cuánticas y eliminar el ruido y errores”, precisó Andréi Lébedev, uno de los autores del estudio.

Según las estimaciones, el que se llamará oficialmente Colisionador Circular de Electrones y Positrones (CEPC, por sus siglas en inglés) costará unos 35.000 millones de yuanes (unos 5.000 millones de dólares).

“El colisionador tendrá una circunferencia de 100 kilómetros, con la energía total del centro de masas de hasta 240 gigaelectronvoltios”, señaló Yifang. A juicio del director del proyecto, el CEPC batirá récords mundiales en características. El experto indicó también que el flamante colisionador tendrá capacidad para proporcionar luz con una potencia de un millón de electronvoltios y “creará las condiciones más avanzadas para la investigación de nuevos materiales y la física nuclear”.

El diseño del CEPC, en el cuyo desarrollo tomaron parte científicos japoneses, estadounidenses y europeos, fue aprobado el pasado septiembre. Por el momento se desconoce el lugar donde será construido.

La partícula en cuestión se desplazó millones de años luz a través del cosmos antes de llegar a nuestro planeta, donde un grupo de científicos cazadores de neutrinos esperaba a poder ver una partícula como esta en algún momento. Un detector gigante ubicado en la Antártida localizó al neutrino, que había sido arrojado al espacio por un blazar, una fuente de energía compacta y altamente variable asociada a un agujero negro.

Aunque los científicos han detectado las escurridizas partículas en la Tierra, el hallazgo es importante porque se trata de la primera detección de este tipo de partículas que llega a nuestro planeta desde una poderosa fuente del espacio profundo.

Los científicos la denominan ‘partícula fantasma’ porque “pueden viajar a través de cualquier cosa”, explica Lidley Winslow, físico del Michigan Institut of Technology (MIT, por sus siglas en inglés).

Asimismo, Darren Grant, físico de la Universidad de Alberta, asegura que la partícula “no deja ningún rastro” allí por donde pasa. Grant asegura que, aunque los neutrinos están a nuestro alrededor, son increíblemente difíciles de detectar. Científicos como Winslow o Grant sospechaban que las formas altamente energizadas de dichas partículas, más pequeñas que un átomo, podrían ser creadas por fuerzas potentes en el cosmos distante y luego arrojadas al espacio.

El IceCube, la herramienta utilizada para llevar a cabo la detección, es un cubo de hielo de un kilómetro ubicado a unos 2.500 metros bajo la Antártida, que ha sido equipado con más de 5.000 tubos de detección. La idea era construir un detector masivo y esperar que un neutrino del espacio profundo colisionara con el instrumento científico.

Durante años, los científicos han estado midiendo ráfagas de potente energía del cosmos profundo, los llamados rayos cósmicos galácticos, que golpean la atmósfera de la Tierra. Su teoría era que una fuente muy potente en el espacio profundo producía dichas ráfagas, así como los neutrinos, hasta que finalmente dieron con la solución: los blázares.

Winslow recalca que los neutrinos son una herramienta clave “para comprender mejor las cosas maravillosas y extrañas que existen [en el universo]”, como por ejemplo los blázares. A medida que el gas y el polvo caen en un agujero negro masivo en el centro de una galaxia, expelen parte de esta materia hacia el exterior, siendo propulsada por ambos lado del agujero negro en forma de dos enérgicos chorros.

En ocasiones, alguno de estos chorros llega a la Tierra. Detectándolos, algo que solo es posible cuando se encuentran muy cerca de otra pequeña partícula e interactúan con ella, los científicos pueden estudiarlos y, de esa forma, entender mejor qué hay en los ya mencionados blázares.

Después de captar el neutrino en cuestión, los investigadores, con la ayuda de telescopios que miden diferentes tipos de radiación de luz, descubrieron que el origen de dicha ‘partícula fantasma’ se encuentra en un agujero negro supermasivo que arroja chorros de energía. Una vez propulsado dicho neutrino, viajó hasta nuestro Sistema Solar sin que las poderosas energías gravitacionales del espacio lo perturbaran en ningún momento, debido a su flexible naturaleza.

Detrás del elemento sintético más pesado conocido hasta el momento, el oganesón (con número atómico 118), se vislumbran otros, compuestos de quarks que fluyen libremente entre posiciones de ‘arriba’ y ‘abajo’, sugiere un artículo publicado este 15 de junio en el portal científico ‘Phys.org’.

El equipo canadiense que predijo ese descubrimiento del futuro designó la nueva clase de sustancias superpesadas como “materia quark arriba-abajo”, o udQM, por sus siglas en inglés. Los autores de la investigación, Bob Holdom, Jing Ren y Chen Zhang, de la Universidad de Toronto, admiten que los nuevos elementos serían estables en comparación con algunos elementos sintetizados cuya expectativa de vida no supera un milisegundo.

Los cálculos realizados por estos tres teóricos nucleares apuntan hasta a un “continente de estabilidad” que podría descubrirse a partir de una masa atómica cercana a 300. Sería una enorme región, de la que los científicos aún no ven el fin y estiman que pueda haber elementos que alcancen una masa de 3.000. Asimismo, hipotetizan que no sería demasiado difícil producir udQM fusionando algunos de los elementos pesados conocidos, compuestos de protones y neutrones normales.

En la estructura de la materia ordinaria, cada protón tiene dos quarks ‘arriba’ y un quark ‘abajo’ y cada neutrón, lo contrario, dos quarks ‘abajo’ y otro ‘arriba’.

“Los físicos han estado buscando materia quark extraña (SQM, por sus siglas en inglés) durante décadas”, afirmó el grupo en declaraciones al portal científico. “A juzgar por nuestros resultados, muchas búsquedas pueden haber sido llevadas a cabo en el lugar equivocado”.

En su opinión, lo primero que hay que hacer es responder a la pregunta: “¿Cuál es el estado energético más bajo de un número bastante grande de quarks?”. El equipo sostiene que “la respuesta no es la materia nuclear o una extraña materia quark, sino más bien la udQM, un estado compuesto por quarks casi sin masa arriba y abajo”.

La idea de que la materia quark pueda estar tan cerca de nuestro mundo es algo sorprendente, ya que previamente los científicos creían que solo existía en ambientes extremos: núcleos de estrellas de neutrones, colisiones de iones pesados, hipotéticas estrellas de quarks y durante los primeros milisegundos del universo temprano. Una vez producida en un colisionador, la materia quark normalmente se descompone en una fracción de segundo, convirtiéndose en una ordinaria materia hadrónica con los quarks unidos.

Recientemente, diversos científicos han estado investigando este planteamiento, llamado ‘retrocausalidad’, ya que potencialmente puede resolver algunos viejos rompecabezas de la física cuántica.

En un artículo publicado en junio en ‘Proceedings of The Royal Society’, los físicos Matthew S. Leifer, de la Universidad de Chapman (EE.UU.) y Matthew F. Pusey, del Instituto Perimeter de Física Teórica (Canadá), han sugerido un n auevo soporte teórico al argumento de que la teoría cuántica debería ser retrocausal.

En primer lugar, los físicos aclaran que la retrocausalidad no significa que las señales puedan ser enviadas desde el futuro hacia el pasado, cosa que no se acepta incluso en una teoría retrocausal por razones termodinámicas.

La retrocausalidad significa que cuando un experimentador elige la forma de medida con la que medir una partícula, esa decisión puede influir en las propiedades de esta u otra partícula entrelazada en el pasado, incluso antes de que el experimentador haga esta elección.

En otras palabras, una decisión tomada ahora, o en un futuro, puede influir en algo en el pasado.

Esto, por lo tanto, hace innecesario el concepto de ‘acción fantasmal a distancia’ utilizado por Einstein. El renombrado físico tenía en cuenta el entrelazamiento, la idea de que los pares de partículas subatómicas pueden conectarse de forma invisible de una manera que trasciende el tiempo y el espacio, pero era un hecho de cuya posibilidad dudaba.

En cambio, si el efecto de entrelazamiento se convierte en influencia retrocausal, esto no equivale a un envío de señales en el tiempo.

De esta forma, la teoría retrocausal podría ofrecer un mayor apoyo a la teoría cuántica, sugieren los autores del artículo. “La única opción es la de abandonar el realismo, o de salir del marco realista estándar”, explicó Leifer.

De acuerdo con el Dr. Ronald Hanson, físico del Departamento de Nanociencias Cuánticas de la Universidad Tecnológica de Delf en los Países Bajos, No hay nada en las leyes de la física que nos impida la teletransportación de objetos grandes, incluyendo seres humanos. Por el contrario, es físicamente imposible que algo pueda viajar más rápido que la luz, informo el diario ‘The Telegraph’.

Por ahora, solo lo hemos hecho con partículas. Pero si consideramos que no somos más que una gran colección de átomos enlazados, entonces, debería ser posible teletransportarnos a nosotros mismos de un lugar a otro. No descartaría esta posibilidad, porque no existen leyes fundamentales de la física que lo prohiban, añadió el Prof. Hanson.

El equipo de científicos de la Universidad de Delf demostró por primera vez que es posible teletransportar información codificada en partículas subatómicas entre dos puntos separados a tres metros de distancia, con un 100% de fiabilidad.

El experimento fue un primer paso hacia el desarrollo de una red de computadoras cuánticas ultrarápidas, parecida a internet. El profesor Hanson declaró que esto representa el primer paso en la construcción del internet cuántico del futuro. Donde una de las aplicaciones más cercana sería la comunicación 100% segura. Ya que la información sería transportada de un lugar a otro sin que alguien pudiera interceptarla.