Trabajo para una empresa que siempre ha apostado por la investigación y la innovación como forma de crecimiento económico. Invertir en investigación es invertir en el futuro.

Recientemente hemos invertido mucho dinero en una start-up fundada por jóvenes científicos que están haciendo avances importantes en el campo de la criptografía cuántica.

Apostar por tecnologías que aún no están maduras es claramente un riesgo, pero quien lo hace antes que los demás, se asegura los máximos beneficios en caso de éxito.

Me encanta ir de excursión a la montaña, y los sistemas de navegación por satélite, como el GPS o Galileo, me ayudan a no perderme.

Es increíble poder marcar mi posición en el mapa con una precisión de solo unos pocos metros: esto sería imposible si los satélites de los sistemas de navegación no llevaran unos relojes atómicos. La naturaleza cuántica de los átomos garantiza la extrema precisión de estos relojes, que se traduce en una localización con un margen de error mínimo.

Como vivo en un pequeño pueblo de montaña donde casi no hay tiendas, me he acostumbrado a comprar todo lo que necesito por Internet. Sin embargo, hay mucha gente en el pueblo, incluida mi abuela, que prefiere pasarse una hora en coche para bajar a la ciudad que poner sus datos en Internet, porque tiene miedo de los ataques de los hackers.

Es un riesgo importante, pero yo estoy tranquila porque leí que también hay mucha gente que se dedica a estudiar nuevas maneras de mejorar la seguridad de nuestras comunicaciones, ¡y parece que las técnicas más prometedoras tienen que ver con las extrañas propiedades de la física cuántica!

En la física cuántica, medir significa extraer información de un sistema de alguna manera.

Medir un sistema cuántico puede cambiar su estado: por ejemplo, las mediciones de la polarización pueden hacer que una polarización vertical pase a ser horizontal.

El orden de las mediciones puede cambiar el resultado final.

Aplicaciones: aumentar la seguridad de la criptografía. El efecto inevitable de la medición del estado de una partícula puede revelar la presencia de un espía.

La física cuántica describe el mundo a escala atómica y molecular. En los últimos años, la comunidad científica ha aprendido a aprovechar los fenómenos que aparecen a escala microscópica para crear nuevas tecnologías.

Se espera que las tecnologías cuánticas mejoren la manera de estudiar algunos sistemas físicos, la seguridad de nuestras comunicaciones, la rapidez de cálculo de los ordenadores y la sensibilidad de los sensores.

El ICFO, con más de la mitad de sus grupos trabajando en estos campos, suma sus esfuerzos a los de otros centros de investigación y empresas, participando activamente en redes locales (QuantumCAT) e internacionales (European Quantum Flagship) que tienen como objetivo acelerar la llegada de estas tecnologías a la sociedad.

En el ICFO se encuentran algunos de los rincones más fríos del mundo, pero nadie puede entrar. En estos lugares la temperatura es más baja que en el espacio profundo: solo unas pequeñas fracciones de grado (cientos de nanokelvins) por encima del cero absoluto.

Tan solo unos pocos laboratorios del mundo pueden reproducir estas condiciones en pequeñas cámaras de vacío, donde pueden atrapar pequeñas cantidades de átomos (desde unos pocos millones hasta uno solo, dependiendo del experimento): para poder estudiar las interesantes propiedades cuánticas que aparecen en estas temperaturas tan bajas, es fundamental que los átomos estén lo más fríos (y, por tanto, lo más quietos) posible.

Foto: Uno de los laboratorios del ICFO donde enfrían átomos hasta casi alcanzar el cero absoluto

Los interferómetros son aparatos que utilizan las interferencias como herramienta para realizar mediciones muy precisas.

Las propiedades cuánticas nos permiten aumentar aún más la precisión y medir cosas demasiado pequeñas para la física clásica.

Aplicaciones: ondas gravitatorias, microscopía de superresolución, fotolitografía (impresión de materiales con luz), variaciones del campo gravitatorio terrestre (útiles para conocer el estado de yacimientos de petróleo o acuíferos).

Un debate abierto en la física cuántica es su interpretación. La más habitual y antigua (1925-1927) es la de Copenhague (que utilizamos en las Info Cards). Sin embargo, existen otras interpretaciones como la de los universos múltiples (aprox. 1960), que sugiere que cuando realizamos una medición, todos los posibles resultados aparecen en universos paralelos, de los que nosotros solo observamos uno. Uno de los problemas que tienen las interpretaciones es que no está claro que se puedan comprobar mediante experimentos.

Si bien las tecnologías cuánticas se encuentran aún en un estado muy inicial, sus aplicaciones en áreas muy diversas son enormemente prometedoras. Dicen que Thomas J. Watson, director de la compañía IBM, afirmó en el año 1943 que en el mundo “hay mercado para unos cinco ordenadores”.

¿Podemos juzgar en el presente el posible impacto de las nuevas tecnologías?

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.