El experimento de la doble rendija mostró algo perturbador: el comportamiento de una partícula cuántica depende de si hay información disponible sobre su camino. Con información, se comporta como partícula. Sin información, se comporta como onda y produce interferencia.
La pregunta natural que surge es: ¿qué ocurre si esa información se borra después de haber sido registrada? ¿Puede restaurarse la interferencia?
La respuesta es sí. Y hay dos versiones de este experimento que lo demuestran de maneras diferentes, cada una más perturbadora que la anterior.
Dos versiones del mismo principio
Antes de entrar en los detalles, conviene aclarar algo que muchos vídeos y artículos de divulgación mezclan sin advertirlo: el borrado cuántico existe en dos versiones que comparten el mismo principio pero usan mecanismos distintos.
La primera versión usa un solo fotón y no requiere entrelazamiento entre dos partículas. Es la versión más accesible y se ilustra perfectamente con el interferómetro de Mach-Zehnder.
La segunda versión usa dos fotones entrelazados y añade algo que la primera no tiene: la decisión de borrar o no borrar la información se toma después de que el primer fotón ya ha llegado al detector. Es la versión de elección retardada.
Ambas dicen lo mismo en el fondo, pero la segunda lo dice de una manera que desafía todavía más nuestra intuición sobre el tiempo y la causalidad.
Primera versión: el interferómetro de Mach-Zehnder
El interferómetro de Mach-Zehnder es un dispositivo óptico que permite ilustrar con precisión los principios del borrado cuántico usando un único fotón.
Imagina un fotón que abandona su emisor y se dirige hacia un primer divisor de haz — el divisor 1. Este divisor tiene una propiedad especial: al 50% envía los fotones por el camino superior y al 50% por el camino inferior. El fotón, siendo una partícula cuántica, no «elige» un camino: entra en superposición de ambos caminos simultáneamente. Dos espejos redirigen ambos caminos hacia un segundo punto donde pueden encontrarse.
Ahora viene la parte clave: qué ocurre en ese segundo punto depende de si hay o no hay un segundo divisor de haz — el divisor 2.
Sin el divisor 2: los fotones que llegaron por el camino inferior son detectados por el detector superior, y los que llegaron por el camino superior son detectados por el detector derecho. El sistema permite saber, en principio, qué camino tomó cada fotón. Hay información disponible sobre el camino. Y por tanto, no hay interferencia: los fotones se comportan como partículas clásicas y se distribuyen entre los dos detectores de manera predecible.
Con el divisor 2: el segundo divisor mezcla los dos caminos de manera que ya no es posible saber cuál siguió el fotón. La información sobre el camino ha sido borrada — no porque nadie la lea, sino porque físicamente ya no existe como hecho distinguible. Y en ese momento, el patrón de interferencia aparece: todos los fotones van al mismo detector, el que corresponde a la interferencia constructiva.
La diferencia entre los dos casos no es lo que el experimentador sabe. Es lo que el sistema físico permite saber. Si la información sobre el camino existe en algún lugar del universo — aunque nadie la consulte — la interferencia desaparece. Si esa información no existe, la interferencia aparece.
Lo que el divisor 2 hace no es «engañar» al fotón ni bloquear físicamente los caminos. Lo que hace es destruir la distinguibilidad entre ellos. Y eso, en mecánica cuántica, es suficiente para restaurar la coherencia y con ella la interferencia.
Ahora viene la parte que convierte esto en borrado cuántico en sentido estricto: la decisión de colocar o retirar el divisor 2 puede tomarse después de que el fotón haya atravesado el divisor 1 y esté en camino.
Y aun así, el resultado final depende de esa decisión tardía.
Si el divisor 2 se introduce en el último instante, la interferencia surge como si el sistema hubiera estado preparado desde el principio para que no pudiera saberse el camino. Si se retira, la interferencia desaparece, como si el fotón hubiera tomado una ruta concreta desde el inicio.
La conclusión no es que el futuro cambie el pasado. Es que el fotón no tenía un camino definido. Su historia no estaba fijada hasta que el conjunto del experimento — incluyendo la presencia o ausencia del divisor 2 — determinó si la información del camino existiría o no.
Segunda versión: la elección retardada con fotones entrelazados
La segunda versión del borrado cuántico fue realizada experimentalmente por Yoon-Ho Kim y colaboradores en 1999. Aquí sí intervienen dos fotones entrelazados, y la perturbación filosófica es mayor.
Un cristal especial genera dos fotones entrelazados simultáneamente. El entrelazamiento significa que los dos fotones forman un único sistema cuántico: sus estados no pueden describirse de manera independiente.
El primer fotón — llamémoslo el fotón señal — viaja hacia una pantalla detectora donde se registra su impacto. El segundo fotón — el fotón idler — viaja por un camino más largo hacia un segundo detector, donde el experimentador puede elegir qué hacer con él.
La elección es esta: medir el fotón idler de una manera que preserve la información sobre qué camino tomó el fotón señal, o medirlo de una manera que borre esa información.
Los resultados son los siguientes:
Cuando se elige preservar la información del camino en el fotón idler, los fotones señal correspondientes no muestran interferencia en la pantalla — aunque ya hayan llegado y sido detectados antes de que se tomara la decisión sobre el fotón idler.
Cuando se elige borrar la información del camino en el fotón idler, los fotones señal correspondientes sí muestran interferencia — también en datos ya registrados.
La decisión sobre el fotón idler, tomada después de que el fotón señal ya ha llegado a la pantalla, parece determinar retroactivamente si el fotón señal mostró o no interferencia.
¿Causalidad hacia atrás en el tiempo?
Aquí conviene ser muy precisos, porque este experimento es uno de los más malinterpretados de la física.
El borrado cuántico de elección retardada no implica que la decisión futura cause el comportamiento pasado en ningún sentido clásico. No hay ninguna señal que viaje hacia atrás en el tiempo. No hay violación de la causalidad.
Lo que ocurre es más sutil.
El fotón señal y el fotón idler están entrelazados — forman un sistema cuántico único. El estado del fotón señal no puede describirse de manera independiente del estado del fotón idler. Cuando se registra el impacto del fotón señal en la pantalla, no se obtiene un resultado que tenga pleno significado por sí solo: solo adquiere significado cuando se correlaciona con el resultado de la medición del fotón idler.
Para ver el patrón de interferencia, no basta con mirar los impactos del fotón señal. Hay que correlacionarlos con los resultados del fotón idler — un proceso llamado coincidencia. Y esa correlación solo puede hacerse después de que ambas mediciones han ocurrido, usando comunicación clásica a velocidad igual o menor que la de la luz.
Lo que el experimento muestra no es que el futuro cause el pasado. Muestra que el sistema entrelazado no tenía propiedades locales definidas en ningún momento. Solo el sistema global — los dos fotones juntos — tenía un estado definido. La descripción local del fotón señal era incompleta sin conocer qué se hizo con el fotón idler.
El borrado cuántico a escala cósmica: Wheeler y la lente gravitacional
John Archibald Wheeler llevó esta lógica a su conclusión más extrema imaginando un experimento que no se despliega en un laboratorio sino en el universo mismo.
Imagina un fotón emitido por una estrella lejana que en su camino hacia la Tierra encuentra una galaxia masiva. Según la relatividad general, la gravedad curva la luz: la galaxia actúa como un gigantesco divisor de haz natural — una lente gravitacional. El fotón dispone de dos rutas posibles para bordear ese objeto masivo y seguir su camino hacia nosotros.
Una lente gravitacional es un fenómeno en el que un objeto muy masivo —como una galaxia— curva la trayectoria de la luz que pasa cerca de él. Según la relatividad general, la masa deforma el espacio-tiempo, y la luz sigue esa curvatura igual que seguiría un camino marcado. El resultado es que un mismo objeto lejano puede verse desde la Tierra como si su luz viniera por dos rutas distintas, o aparecer duplicado, ampliado o distorsionado.
Miles de millones de años después, ya en la Tierra, los astrónomos pueden elegir entre dos estrategias. Pueden construir un sistema óptico que combine las dos trayectorias y revele un patrón de interferencia. O pueden observarlas por separado, distinguiendo cuál de los dos caminos siguió el fotón.
Lo extraordinario es que el resultado final depende de esa elección tardía. Una decisión tomada hoy en la Tierra parece determinar si un fotón que lleva miles de millones de años viajando tomó un camino concreto o estuvo en superposición durante todo ese tiempo.
La conclusión de Wheeler no es que el futuro modifique el pasado. Es que el pasado cuántico no es un registro fijo. Es una estructura abierta que se completa únicamente cuando el conjunto del experimento — incluyendo lo que puede o no puede saberse — queda determinado. La historia del fotón no se decide en el borde de la galaxia, sino en el instante en que la información disponible se estabiliza aquí, en la Tierra.
El experimento cósmico de Wheeler en su forma original no puede realizarse — es imposible recombinar coherentemente dos trayectorias separadas por distancias astronómicas. Pero en 2017, Vedovato y colaboradores pusieron a prueba su intuición fundamental mediante un experimento diferente: usando modos temporales de un fotón enviado a un satélite y de regreso, decidieron tardíamente si recombinar esos modos — produciendo interferencia — o distinguirlos — eliminándola. El mecanismo físico es distinto, pero el principio es el mismo: la elección realizada después del viaje del fotón determina si se manifiesta su naturaleza ondulatoria o corpuscular.
Lo que ambas versiones dicen juntas
Las dos versiones del borrado cuántico — el interferómetro de Mach-Zehnder y la elección retardada con fotones entrelazados — dicen lo mismo desde ángulos distintos.
Lo que determina el comportamiento de una partícula cuántica no es una propiedad intrínseca que la partícula lleva consigo. Es la estructura informacional del experimento completo: si hay o no hay información disponible sobre su camino en el estado físico del universo.
En la primera versión, esa información depende de si el divisor 2 está presente o no. En la segunda versión, depende de lo que se haga con el fotón entrelazado. En la versión cósmica de Wheeler, depende de la decisión de un astrónomo en la Tierra miles de millones de años después de que el fotón partiera.
En todos los casos, la información no es un añadido conceptual a la física. Es parte constitutiva de la estructura física del sistema. Y es global — no local. No está en la partícula individual. Está en las relaciones entre la partícula y el sistema que la rodea, incluyendo los instrumentos de medición y las decisiones del experimentador.
Desde la perspectiva del modelo informacional, esto dice algo preciso: la realidad cuántica no está hecha de objetos con historias definidas. Está hecha de posibilidades que se realizan cuando la estructura informacional del sistema las constituye. El pasado no es un registro fijo que la física descubre: es una estructura que se completa en la interacción.
No es que la consciencia cree la realidad. Es que la información — las correlaciones físicas reales entre sistemas — es más fundamental que las trayectorias y propiedades de los objetos individuales.
Una aclaración necesaria: el dominio cuántico y el mundo macroscópico
Todo lo descrito en el experimento de la doble rendija y en el borrado cuántico pertenece a la física cuántica experimental. Es decir, a un dominio en el que los resultados han sido medidos repetidamente en laboratorio y las predicciones de la mecánica cuántica han sido verificadas con altísima precisión. En este nivel no hay ambigüedad experimental: los sistemas cuánticos muestran interferencia cuando no existe información de trayectoria disponible y la pierden cuando esa información existe, aunque no sea observada directamente por ningún ser humano.
También es un hecho físico establecido que estos fenómenos se producen en sistemas microscópicos extremadamente aislados: fotones, electrones o átomos controlados en condiciones muy específicas.
Sin embargo, estos mismos efectos no se observan en sistemas macroscópicos como objetos cotidianos, organismos vivos o el sistema nervioso. La razón no es una diferencia de “naturaleza” entre ambos dominios, sino un fenómeno físico bien comprendido: la decoherencia.
En sistemas macroscópicos, la interacción constante con el entorno — intercambio de energía, colisiones, radiación térmica, fluctuaciones internas — destruye prácticamente de forma inmediata las delicadas correlaciones cuánticas necesarias para mantener superposiciones coherentes. Esto hace que el comportamiento observable se vuelva efectivamente clásico, con estados estables y distinguibles.
En este punto es importante ser precisos: la física cuántica no deja de ser válida en sistemas macroscópicos, pero sus efectos interferenciales directos quedan suprimidos a escalas extremadamente rápidas y pequeñas, dando lugar a la emergencia del mundo clásico tal como lo observamos.
A partir de aquí es donde aparece la distinción crucial entre lo que pertenece a la física establecida y lo que pertenece a la interpretación del modelo informacional.
Desde la física, lo que puede afirmarse con rigor es que:
- los sistemas cuánticos muestran dependencia de la información físicamente disponible,
- la interferencia desaparece cuando existen correlaciones que permiten distinguir alternativas,
- y la coherencia cuántica se pierde en sistemas abiertos debido a la interacción con el entorno.
Todo esto es resultado experimental y teórico bien consolidado dentro del marco de la mecánica cuántica y la teoría de la decoherencia.
Lo que el modelo informacional introduce no es una extensión experimental de estos resultados, sino una lectura interpretativa de su significado más amplio. En esa lectura, conceptos como “información”, “correlaciones”, “distinguibilidad” o “realización” se utilizan para describir de forma unificada cómo ciertos sistemas físicos pasan de estados de posibilidad coherente a estados efectivamente diferenciados dentro de una historia física irreversible.
Dicho de forma más clara: la física describe con precisión qué ocurre en el dominio cuántico y cómo emerge el comportamiento clásico. El modelo informacional propone una forma de interpretar esa estructura en términos de procesos de diferenciación, registro e irreversibilidad, sin afirmar que dichos conceptos sustituyan o amplíen las leyes físicas conocidas.
La frontera es importante. Lo que está verificado pertenece a la mecánica cuántica y a la decoherencia. Lo que es interpretativo pertenece al marco conceptual que se construye sobre esos resultados, no a los resultados mismos.
En ese sentido, el valor del modelo no depende de modificar la física, sino de ofrecer una manera coherente de leer lo que la física ya muestra: que la realidad observable depende de estructuras de información físicamente encarnadas, y que la transición entre lo cuántico y lo clásico está gobernada por la pérdida de coherencia en esas estructuras.