Cientistas “inverteram” a direção do tempo com um computador quântico
 

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"Criamos artificialmente um estado que evolui em direção oposta à da seta termodinâmica do tempo", diz o pesquisador.
Redação2 meses atrás9 minCrédito: Pixabay

Um recente estudo estudo parece contradizer as leis básicas da física. Os cientistas aparentemente “inverteram” a direção da seta do tempo. Eles acreditam que os resultados também podem alterar nossa compreensão dos processos que governam o universo.

Usando os elétrons e a mecânica quântica, pesquisadores “voltaram” no tempo em um experimento que foi comparado ao equivalente a fazer com que um agrupamento triangular (ou rack) de bolas de bilhar estourado pela bola branca voltasse ao lugar, de trás para frente. Para um observador externo do experimento, pareceria exatamente isto: o tempo estaria correndo para trás.

Os pesquisadores do Instituto de Física e Tecnologia de Moscou (MIPT), em cooperação com outros na Suíça e nos Estados Unidos, esperam que a técnica melhore, tornando-se mais confiável e precisa com o tempo. O pesquisador chefe, Gordey Lesovik, que dirige o Laboratório de Física da Informação Quântica no MIPT, disse que eles criaram “artificialmente um estado que evolui em uma direção oposta àquela da seta termodinâmica do tempo”.

Seta do tempo

A maioria das leis da física não faz distinção entre o futuro e o passado. Se uma equação for usada para descrever a colisão e o rebote de duas bolas de bilhar idênticas e o evento for gravado e o vídeo depois for visto ao contrário, o evento invertido ainda pode ser representado pela mesma equação. Também seria impossível distinguir, somente com as leis da física, entre qual é o cenário da vida real e qual é o da reprodução reversa.

Mas o universo tem uma regra que segue apenas um caminho: a segunda lei da termodinâmica. Essa regra diz que a progressão do universo se dá da ordem para a desordem. Então, se uma gravação é feita de uma bola branca estourando uma pirâmide, com bolas de bilhar se espalhando em todas as direções, seria fácil distinguir o cenário da vida real da reprodução reversa. Este novo experimento é como dar à mesa uma tacada tão perfeitamente calculada de modo que as bolas na mesa de sinuca rolassem de volta para a ordem em forma pirâmide inicial.

Leia mais em “Experimento faz tempo andar para trás – equipe internacional, liderada por físicos brasileiros, realizou um experimento que mostra a seta do tempo relativa”.

O artigo intitulado “A seta do tempo e sua reversão no computador quântico da IBM” (em tradução livre), publicado na Nature Scientific Reports hoje, consiste em um computador quântico composto de “qubits” de elétrons. Um qubit é uma unidade de informação descrita por um “um”, um “zero” ou uma “superposição”, uma combinação simultânea de ambos esses estados.

Assista abaixo ao vídeo TED “Computação quântica explicada em dez minutos”; legendas em português estão disponíveis.

O experimento quântico

No primeiro experimento, os qubits se modificaram em um padrão crescente de zeros e uns, que acabou por criar um caos. Em seguida, outro programa rodando no computador quântico então modificou o estado de caos dos qubits de modo a evoluir “para trás”, do caos para a ordem.

Os cientistas descobriram que, trabalhando com apenas dois qubits, a “reversão do tempo” foi alcançada com uma taxa de sucesso de 85%. Quando usados três qubits, ocorreram mais erros, e o computador quântico calculou a ordem inicial com uma taxa de sucesso de 50%.

A taxa de erro deverá cair à medida que os cientistas melhorarem a sofisticação dos dispositivos usados, disseram os pesquisadores responsáveis pelo artigo. E o experimento pode ter uma aplicação prática no desenvolvimento de computadores quânticos, segundo os cientistas.

“Nosso algoritmo pode ser atualizado e usado para testar programas escritos para computadores quânticos e eliminar ruídos e erros”, disse Lesovik.

Leia mais em “Os primeiros computadores quânticos precisam de software inteligente”

Referências:

  1. Lesovik, G. B. et al. Arrow of time and its reversal on the IBM quantum computer, Scientific Reports, volume 9, Article number: 4396 (2019). DOI – 10.1038/s41598-019-40765-6. <https://doi.org/10.1038/s41598-019-40765-6>;
  2. Physicists reverse time using quantum computer, EurekAlert, Public Release: 13-Mar-2019. <https://www.eurekalert.org/pub_releases/2019-03/miop-prt031119.php> Acesso em 13 de mar. de 2019.

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