Utilizzando un computer quantistico per simulare il viaggio nel tempo, ricercatori hanno dimostrato che, nel regno quantico, non c'è "effetto farfalla". Nella ricerca, informazioni—qubit, o bit quantici—'viaggio nel tempo' nel passato simulato. Uno di loro viene poi fortemente danneggiato, come calpestare una farfalla, metaforicamente parlando. Sorprendentemente, quando tutti i qubit tornano al "presente", ' appaiono in gran parte inalterati, come se la realtà fosse auto-guarigione.

"Su un computer quantistico, non ci sono problemi a simulare l'evoluzione opposta nel tempo, o simulando l'esecuzione di un processo a ritroso nel passato, " ha detto Nikolai Sinitsyn, un fisico teorico al Los Alamos National Laboratory e coautore dell'articolo con Bin Yan, un post-doc presso il Center for Nonlinear Studies, anche a Los Alamos. "Quindi possiamo effettivamente vedere cosa succede con un mondo quantistico complesso se viaggiamo indietro nel tempo, aggiungere piccoli danni, e ritorno. Abbiamo scoperto che il nostro mondo sopravvive, il che significa che non c'è l'effetto farfalla nella meccanica quantistica".

Nella storia di fantascienza del 1952 di Ray Bradbury, "Un suono di tuono, "un personaggio ha usato una macchina del tempo per viaggiare nel profondo passato, dove ha calpestato una farfalla. Tornando al tempo presente, ha trovato un mondo diverso. Questa storia è spesso accreditata per aver coniato il termine "effetto farfalla, " che si riferisce all'altissima sensibilità di un complesso, sistema dinamico alle sue condizioni iniziali. In un tale sistema, presto, piccoli fattori continuano a influenzare fortemente l'evoluzione dell'intero sistema.

Anziché, Yan e Sinitsyn hanno scoperto che simulare un ritorno al passato per causare piccoli danni locali in un sistema quantistico porta solo a piccoli, danno locale insignificante nel presente.

Questo effetto ha potenziali applicazioni nell'hardware per nascondere le informazioni e testare i dispositivi di informazione quantistica. Le informazioni possono essere nascoste da un computer convertendo lo stato iniziale in uno stato fortemente entangled.

"Abbiamo scoperto che anche se un intruso esegue misurazioni dannose per lo stato sullo stato fortemente entangled, possiamo comunque recuperare facilmente le informazioni utili perché questo danno non è amplificato da un processo di decodifica, " Yan ha detto. "Questo giustifica i discorsi sulla creazione di hardware quantistico che verrà utilizzato per nascondere le informazioni".

Questa nuova scoperta potrebbe essere utilizzata anche per verificare se un processore quantistico è, infatti, funziona secondo principi quantistici. Poiché il ritrovato effetto no-farfalla è puramente quantistico, se un processore esegue il sistema di Yan e Sinitsyn e mostra questo effetto, allora deve essere un processore quantistico.

Per testare l'effetto farfalla nei sistemi quantistici, Yan e Sinitsyn hanno utilizzato la teoria e le simulazioni con il processore quantistico IBM-Q per mostrare come un circuito potrebbe evolvere un sistema complesso applicando porte quantistiche, con avanti e indietro causa ed effetto.

Presto, un simulatore di macchina del tempo quantistico.

Nell'esperimento del gruppo, Alice, un agente sostitutivo preferito utilizzato per esperimenti di pensiero quantistico, prepara uno dei suoi qubit nel tempo presente e lo esegue all'indietro attraverso il computer quantistico. Nel profondo passato, un intruso:Bob, un'altra controfigura preferita:misura il qubit di Alice. Questa azione disturba il qubit e distrugge tutte le sue correlazioni quantistiche con il resto del mondo. Prossimo, il sistema viene eseguito in avanti fino all'ora attuale.

Secondo Ray Bradbury, Il piccolo danno di Bob allo stato e tutte quelle correlazioni nel passato dovrebbero essere rapidamente amplificate durante la complessa evoluzione in avanti nel tempo. Quindi, Alice non dovrebbe essere in grado di recuperare le sue informazioni alla fine.

Ma non è quello che è successo. Yan e Sinitsyn hanno scoperto che la maggior parte delle informazioni attualmente locali erano nascoste nel profondo passato sotto forma di correlazioni essenzialmente quantistiche che non potevano essere danneggiate da piccole manomissioni. Hanno mostrato che le informazioni ritornano al qubit di Alice senza molti danni nonostante l'interferenza di Bob. Controintuitivamente, per viaggi più profondi nel passato e per "mondi" più grandi, "Le ultime informazioni di Alice le tornano ancora meno danneggiate.

"Abbiamo scoperto che la nozione di caos nella fisica classica e nella meccanica quantistica deve essere intesa in modo diverso, " Ha detto Sinitsyn.