La segunda ley de la termodinámica es irreversible y está relacionada con la termalización. En la primera parte del trabajo se demostró numéricamente que en un gas aislado la entropía de entrelazamiento (medida de las correlaciones cuánticas) aumenta debido al borrado de información sobre el estado de no equilibrio. Ahora se ha demostrado matemáticamente que un estado cuántico típico de no equilibrio evoluciona inevitablemente hacia el equilibrio. Esto vincula la termodinámica con la información cuántica: la segunda ley, en esencia, afirma la inevitabilidad de la dispersión y el borrado de la información de no equilibrio. Como la tinta en el agua, las correlaciones cuánticas se difuminan, haciendo el pasado inaccesible.
Echa un terrón de azúcar en agua: se disolverá y las moléculas se dispersarán uniformemente. Esto es el aumento de la entropía, la medida del desorden. Ludwig Boltzmann pensaba que la causa era la probabilidad: hay más estados caóticos. Pero una nueva prueba demuestra que el sistema borra la información sobre el orden: olvida que el azúcar era un terrón. A nivel cuántico, la información no desaparece, sino que se entrelaza entre las partículas, volviéndose completamente inaccesible, como un libro roto y esparcido al viento: todas las letras están ahí, pero el sentido no se puede recuperar. John von Neumann fue el primero en describir la entropía cuántica, y ahora está rigurosamente demostrado: esta dispersión de datos es inevitable para cualquier sistema con muchas partículas. Por eso el tiempo fluye en una sola dirección: el azúcar disuelto no se puede recomponer, igual que el té nunca se separará en sus componentes. La "memoria" del sistema está borrada. Esta comprensión ayudará a crear nanodispositivos energéticamente eficientes. Pero la sorpresa principal: ni siquiera teóricamente se puede restaurar el orden: la información se convierte en ruido cuántico, como un susurro en una tormenta furiosa.
🎯 A la entropía se la llamó en su día «la sombra de la energía», porque muestra cuánta energía se ha perdido irremediablemente para realizar trabajo.
🎬 En el relato de Isaac Asimov «La última pregunta», una supercomputadora busca la manera de revertir el aumento de la entropía en el Universo.