"Es imposible hacer una máquina del tiempo para viajar al pasado"

¿Qué tienen en común un ordenador cuántico, el ajedrez, una máquina del tiempo y el nuevo gran acelerador de partículas LHC? Aparentemente, nada, o muy poco, pero todo esto confluye en la inquieta mente del estadounidense Edward Farhi, director del Departamento de Física Teórica del Instituto de Tecnología de Massachusetts (MIT), en EE UU. Está muy pendiente de la inminente inauguración del LHC y los descubrimientos que se pueden hacer con ese acelerador acerca del microcosmos, pero participó la semana pasada, en un congreso de computación cuántica organizado en la Fundación Ramón Areces, Madrid, por el proyecto Consolider Ingenio Mathematica. A Farhi se le nota que disfruta poniendo a prueba las ideas con su mente de físico teórico.

"Me he planteado cómo programar un ordenador cuántico"

"El GPS no funciona si no se tienen en cuenta los efectos de la relatividad"

"Estoy muy pendiente del acelerador de partículas LHC"

Pregunta. ¿Por qué un especialista en partículas elementales se ocupa de los ordenadores cuánticos, cuando miles de sus colegas en todo el mundo están pendientes del acelerador LHC, que está a punto de arrancar?

Respuesta. Ahora estoy prestando mucha atención al LHC, estoy ansioso por ver qué se descubre con ese acelerador. Pero hemos estado bastante tiempo esperando nuevos datos que nos ayuden a explicar la naturaleza de las partículas elementales. Desgraciadamente hemos estado varios años sin nuevos experimentos porque los aceleradores son tan grandes y costosos que se tarda mucho en hacerlos. Mientras esperaba el LHC me he interesado por otras cosas, como la computación cuántica.

P. ¿Qué es un ordenador cuántico?

R. Hay que dejar claro que no existe aún, aunque creemos que se podrán construir en el futuro. Un ordenador convencional es una máquina que maneja ceros y unos. Cualquier cifra puede ser expresada en ese sistema binario y combinando series de ceros y unos el ordenador calcula y produce un resultado. Sin embargo, la naturaleza, en su nivel más fundamental, se basa en las leyes de la física cuántica que explican por qué los materiales tienen las propiedades que tienen, por qué los imanes son imanes o cómo interaccionan las partículas en el LHC... No se ha encontrado en el laboratorio ni un solo fenómeno que contradiga esas leyes cuánticas. Si la naturaleza es básicamente cuántica, ¿por qué no usarla para hacer una computadora especial?

P. ¿Y como funcionará?

R. Una partícula elemental, como un electrón, tiene dos estados que llamamos spin up y spin down, pero según las leyes cuánticas, también puede estar a la vez up y down, en superposición. Si imaginas el spin up como cero y el spin down como uno, resulta que también puedes tener la superposición, que es el spin parcialmente up y parcialmente down, es decir, algo así como parcialmente cero y parcialmente uno. De aquí la potencia adicional de manejar la información con un ordenador cuántico.

P. Su charla en esta reunión se titula Un ordenador cuántico puede determinar más rápidamente que uno convencional quién gana una partida de ajedrez. ¿También le interesa el ajedrez?

R. Lo que me he preguntado es qué podría hacer un ordenador cuántico, y he imaginado cómo lo programaría. En un juego de sucesivos de tipo "yo muevo / tú mueves", como el ajedrez, intento saber quién tiene más posibilidades de ganar y un ordenador convencional tardaría muchísimo porque el número de movimientos posibles es tremendo. Pero un ordenador cuántico podría averiguar cuál es la estrategia ganadora mucho más rápidamente porque podría considerar más de una posición a la vez.

P. ¿Cuándo tendremos una máquina así encima de la mesa?

R. No va a ser pronto, a lo mejor dentro de 30 años, pero se ha construido ya algún ordenador cuántico pequeñísimo.

P. ¿Y qué puede hacer?

R. Prácticamente nada, calcular que 15 es igual a cinco por tres. Pero es importante, hay que empezar por cosas pequeñas.

P. Usted ha trabajado también en algo muy atractivo: la máquina del tiempo.

R. Sí, y no tiene nada que ver con los ordenadores cuánticos. Sabemos, por la teoría de la relatividad de Einstein, que el tiempo se altera: si fueras en un cohete muy deprisa, tu reloj marcharía de manera diferente que un reloj en la Tierra. También tus ritmos biológicos andarían de modo diferente. Además, Einstein nos enseñó que también los campos gravitatorios afectan a la marcha del reloj, por lo que uno que estuviese en la superficie terrestre irá un poco más despacio que otro en lo alto de una montaña o en órbita.

P. Pero el efecto es pequeño.

R. Puede ser muy pequeño, pero si te mueves muy deprisa o el campo gravitatorio es grande... Por ejemplo, en el sistema GPS, los satélites necesitan relojes muy precisos porque utilizan el tiempo para indicar la posición. Si no estuviesen corregidos para tener en cuenta estos efectos de la relatividad de Einstein, el GPS no funcionaría bien.

P. ¿Es el ejemplo de los hermanos gemelos en que uno viaja al espacio..?

R. Sí. Uno va en un cohete y el otro se queda en la Tierra y cuando el primero regresa, está en el futuro de su hermano. El efecto lo sufren los astronautas, pero es pequeñísimo, a lo mejor regresan una millonésima de segundo más jóvenes que si se quedaran aquí. Ahora bien, si los cohetes fueran muy rápido, casi a la velocidad de la luz, un astronauta podría partir en 2008 y volver un año más tarde para él, pero habría transcurrido un siglo aquí, sería 2100, y conocería a sus tataranietos. Sin embargo, nunca podría viajar hacia el pasado y volver a 2008. Es imposible ir en el tiempo hacia atrás. Mi trabajo sobre máquinas del tiempo (máquinas convencionales, no agujeros de gusano y cosas así) demuestra, basándonos en la relatividad de Einstein, que es imposible viajar hacia atrás en el tiempo.