Trabajo en un grupo de investigación sobre información cuántica en el ICFO, un centro de investigación ubicado en Castelldefels, cerca de Barcelona, pero tenemos muchos colaboradores en todo el mundo.

Además de impulsar la investigación científica y tecnológica, creo que es importante informar a la población sobre cómo pueden influir en sus vidas los últimos avances científicos.

En el año 2016 coordinamos un proyecto internacional para realizar un experimento de física cuántica con la colaboración de la ciudadanía. ¡Participaron más de 100.000 personas en el Big Bell Test!

En uno de mis canales favoritos de YouTube, una chica que es ingeniera va explicando cómo funcionan diferentes objetos de la vida cotidiana.

Justo ayer explicó que dentro de nuestros móviles hay un montón de transistores y otros elementos hechos con semiconductores, que son los elementos básicos de la electrónica digital. Todo esto no se podría hacer sin entender las propiedades cuánticas de los materiales semiconductores, que son la base de estos elementos.

¡No sabía que tenía tecnología cuántica en el bolsillo! Yeah!

Soy farmacéutico y, en mi trabajo, la precisión de mi balanza es fundamental para preparar fórmulas magistrales. Por esta razón, la recalibran cada año. La última vez que encargué una recalibración, me explicaron que en el 2019 había cambiado la definición de kilogramo en el Sistema Internacional de Unidades. Ahora, la definición de esta unidad de peso que se utiliza en todo el mundo se basa en una constante universal, la constante de Planck, que juega un papel fundamental en la física cuántica.

Si todo está constituido por partículas cuánticas (átomos…), ¿cómo puede ser que el mundo macroscópico no tenga las mismas propiedades “extrañas” que las partículas cuánticas?

El principio de correspondencia determina que el comportamiento clásico es el resultado estadístico del comportamiento aleatorio de un gran número de partículas cuánticas.

Aún no sabemos dónde se encuentra el límite entre la teoría cuántica y la clásica.

La física cuántica ha permitido el nacimiento de una primera ola de tecnologías (como los láseres y los transistores).

Ahora podemos controlar las partículas cuánticas a escala individual, y así llegar a diseñar nuevas tecnologías disruptivas (segunda revolución cuántica).

Ejemplos: la computación cuántica, la criptografía cuántica, los simuladores cuánticos y los sensores cuánticos.

Muchos de los principios de la física cuántica desafían el sentido común (por ejemplo, las partículas deben tener propiedades bien definidas) u otras teorías físicas (no es posible realizar una acción a distancia instantáneamente). Por esta razón, los físicos se preguntaban si la teoría cuántica estaba incompleta.

John Bell puso fin a este debate filosófico diseñando un experimento que permitiría excluir posibles explicaciones alternativas a la física cuántica que no desafiaban la intuición.

A partir de los años ochenta, se llevaron a cabo numerosos tests de Bell que confirmaron la validez de la física cuántica.

La inteligencia artificial ha revolucionado la tecnología de los últimos años. Sin embargo, para poder aplicar estas técnicas a la ingente cantidad de datos que tenemos a nuestro alcance, necesitamos una mayor potencia de cálculo. Los ordenadores cuánticos podrían ser la respuesta a este problema, al permitirnos expandir los campos de aplicación de los algoritmos de inteligencia artificial.

Por otra parte, la inteligencia artificial ha contribuido a realizar importantes avances en el campo de la física cuántica, ya que ha ayudado a descifrar problemas que son casi imposibles de resolver con las técnicas de computación tradicionales.

La investigación fundamental, por ejemplo, en ciertos campos de la fotónica, precisa recursos económicos, y a menudo no tiene una aplicación directa en el ámbito comercial o industrial a corto plazo. Por otro lado, si no se invierte en investigación fundamental, es difícil llegar al nivel de desarrollo necesario para generar riqueza económica en ámbitos tecnológicos, ya que esto requiere un conocimiento profundo de sus fundamentos. ¿Cómo podemos solucionar este “círculo vicioso”?

Diversas aplicaciones y técnicas cuyo uso e influencia están muy extendidos en la actualidad se desarrollaron en una etapa secundaria, al tratar de alcanzar el objetivo principal de la investigación. Por ejemplo, Internet nació en un centro internacional de investigación en física de partículas como el CERN, y los sistemas de posicionamiento por satélite (GPS, Galileo) deben su precisión a la teoría de la relatividad general.

A veces, campos de investigación que en principio no tienen aplicaciones obvias generan tecnologías útiles como efectos colaterales. ¿Deberíamos invertir en investigación fundamental por los posibles beneficios que nos supondrían eventuales aplicaciones colaterales? ¿O el avance del conocimiento es motivo suficiente para asignarle recursos?

Sus aplicaciones en todos los campos de la actividad humana cambiarán radicalmente nuestras vidas, como ya lo hicieron en su momento la electricidad y la electrónica. Debemos invertir tanto como podamos en su desarrollo, para hacerlas comercialmente viables lo antes posible. 

No hay que dejarse engañar por promesas ilusorias. Hemos llegado muy lejos con las tecnologías clásicas y todavía nos queda mucho camino por recorrer: mantenemos la inversión actual en tecnologías cuánticas. Dejemos que los científicos hagan su trabajo y que sigan investigando, concentrándonos en mantener y mejorar las tecnologías que ya tenemos. 

La investigación en física cuántica y sus aplicaciones es positiva, pero ahora mismo tenemos otros problemas mucho más importantes y urgentes, como el hambre, la pobreza, las guerras y el terrorismo. Mantengamos la investigación, pero invirtamos nuestro dinero para buscar soluciones a los grandes problemas que tiene nuestra sociedad actualmente.  

Las tecnologías cuánticas son muy prometedoras, pero para hacerlas efectivas es necesario tener un conocimiento sólido de sus bases. Hay que invertir en investigación fundamental: una mejor comprensión de los fundamentos de la física cuántica llevará de forma natural al desarrollo de sus aplicaciones.