Investigadores españoles inventan un simulador cuántico que permite viajes en el tiempo
Expertos en física cuántica en Bilbao (España) han desarrollado un simulador cuántico que permite estudiar viajes en el tiempo, crear partículas más veloces que la luz, abrir la puerta a más dimensiones y, en definitiva, romper las normas más fundamentales de la física. Por inverosímil que parezca, el equipo ha demostrado que la naturaleza puede “imitar” procesos que la propia naturaleza prohíbe. Y por esotérico que esto pueda sonar, este tipo de simulaciones cuánticas abren la puerta a aplicaciones muy reales, como acelerar la creación de ordenadores cuánticos millones de veces más potentes que el mayor de los superordenadores actuales o diseñar moléculas que no existen en la naturaleza y usarlas como nuevos fármacos.
Todo comenzó en noviembre de 2009, a última hora de una tarde de viernes, en el grupo de investigación de Enrique Solano. Este físico cuántico, nacido en Perú y con nacionalidad española, y parte de su equipo se hicieron esta pregunta: ¿sería posible que la naturaleza pueda imitar cosas que contradicen sus propias leyes? La respuesta, publicada por primera vez en 2011 en Physical Review X, es que sí. “La naturaleza puede imitar cosas imposibles”, asegura ahora Solano, que dirige el grupo de Tecnologías Cuánticas para Ciencia de la Información de la Universidad del País Vasco (UPV/EHU).
Para comprender el alcance de su trabajo hay que hacer un viaje imaginario al mundo cuántico. La puerta de entrada a este mundo es unas cien millones de veces más pequeña que un centímetro y tras ella están las moléculas, los átomos y sus componentes más pequeños como los electrones. A estas escalas reinan las normas de la física cuántica que permiten, por ejemplo, que una partícula esté en dos sitios a la vez, y que, por lo tanto, pueda teletransportarse. En este mundo cuántico se espera encontrar gran parte de las tecnologías del mañana, nuevos materiales, moléculas, fármacos… El problema es que, en este mundo cuántico, explica Solano, un solo átomo de hidrógeno, el elemento más simple que existe, “tiene un número de variantes infinitas”. Esto hace que sea imposible estudiarlas a la vez ni con todos los superordenadores del mundo juntos.
Ahora, imagine cómo estudiar un nuevo material interesante para la electrónica de consumo, la energía o cualquier otro campo. Imagine que una molécula de ese material está hecha de cien átomos, cada uno con variantes infinitas, y confronte la realidad: es imposible. Ahí es donde entra la simulación cuántica. Esta técnica permite crear sistemas hechos de iones (átomos con carga eléctrica) o fotones que, gracias a las propias leyes de la física cuántica, imitan el comportamiento de esos materiales y moléculas imposibles de estudiar de forma directa.
La simulación cuántica ya comienza a dar los primeros resultados importantes. En 2012, el instituto que vela por que EEUU siga siendo una potencia mundial de la innovación y la industria en el futuro, el NIST, creó un simulador cuántico hecho de iones atrapados que permitió multiplicar por 10 la capacidad de cálculo de un ordenador cuántico, un importante salto en el desarrollo de estas tecnologías. Un año antes, el equipo de Solano, que es profesor Ikerbasque, publicó su estudio teórico en el que describía por primera vez cómo violar una de las leyes fundamentales de la física cuántica usando un simulador parecido al de EEUU. En 2013, otro trabajo suyo describió cómo usar ese dispositivo para violar la teoría de la relatividad especial de Einstein y estudiar partículas capaces de viajar al pasado. “Lo que conseguimos fue el equivalente a meter gol antes de chutar el balón, es decir, conseguir un efecto antes que la causa gracias a una partícula que viaja más rápido que la luz”, detalla Solano.
