¿Se avecina una revolución cuántica?

Richard Feynman fue un físico teórico estadounidense ganador del premio Nobel, conocido por su trabajo en mecánica cuántica y por su capacidad única de explicar la ciencia de forma accesible. En una de sus famosas clases (basta con buscar en YouTube "Feynman's lecturas"), empezó con una frase sorprendente, que enseguida provocó la risa de los estudiantes: “Creo que puedo decir con seguridad que nadie entiende la mecánica cuántica”.

Más allá de la observación de Feynman, es cierto que la mecánica cuántica es una disciplina que suele llamar mucho la atención, sobre todo por las afirmaciones extremadamente antiintuitivas.De hecho, es una teoría formulada de forma muy humilde: no busca definir la "realidad" en términos absolutos. Más bien se centra en cuál información podemos disponer del mundo microscópico y, a partir de ésta, intenta predecir su comportamiento, este enfoque basado en la información ha sido clave para las innovaciones que han revolucionado nuestra sociedad.

Durante el siglo XX, la cuántica hizo posible el transistor, el láser, el GPS o la resonancia magnética, todos estos descubrimientos conforman lo que podríamos considerar la primera revolución cuántica, y es fácil ver cómo han afectado nuestras vidas.

En las últimas décadas, ha acelerado nuestra capacidad de manipular la materia a nivel atómico, a menudo en condiciones extremas que son difíciles de imaginar: desde máquinas capaces de reducir la temperatura de un pequeño dispositivo muy cerca del cero absoluto hasta complejos experimentos que logran atrapar a un átomo individual, que es mil millones de veces menor que un milímetro. ¿Qué dirían los antiguos filósofos que teorizaron por primera vez el concepto de átomo?

Estas capacidades técnicas hacen posible lo que se llama la segunda revolución cuántica, apuntando a avances difíciles de imaginar en ámbitos estratégicos a nivel científico, industrial y geopolítico. Destacaré tres: las comunicaciones, la sensórica y la computación.

Sin entrar en aspectos técnicos, podemos decir que las nuevas tecnologías cuánticas ponen en riesgo los protocolos de seguridad de las comunicaciones actuales. Estos protocolos se basan en la dificultad de factorizar números muy grandes para los ordenadores clásicos, lo que, en un futuro relativamente cercano, un ordenador cuántico podría realizarse en un tiempo razonable. Lo podemos mirar también en positivo: la computación cuántica permitiría inspirar sistemas completamente seguros, con lo que se conoce como la comunicación poscuántica.

Las capacidades tecnológicas que empezamos a desarrollar permitirán a la sensórica entrar en el terreno de la ultraprecisión. Algún día nos será posible aplicar esta capacidad para tener relojes atómicos mucho más precisos que los actuales, lo que permitiría crear sistemas GPS con capacidades ahora imposibles. Seguro que los cambios futuros sobre la movilidad o la logística aparecen enseguida en la mente del lector. cuántica. Fue también Feynman quien introdujo una idea aparentemente simple: si los ordenadores basados ​​en silicio (“clásicos”) tienen muchas dificultades para imitar cómo funcionan las cosas a nivel cuántico, quizás necesitaríamos un ordenador que funcionara de manera cuántica para entender realmente bien la realidad cuántica.

Esta idea fue una de las inspiraciones para investigar y desarrollar la computación cuántica. Hoy empezamos a tener estos ordenadores que llamamos “cuánticos”, aunque todavía están muy lejos de poder ser máquinas capaces de realizar cálculos con una utilidad concreta, más allá de la investigación académica.

Buena parte de estas nuevas ideas se están desarrollando también en nuestro país. El conjunto de las tecnologías cuánticas es un campo en el que destacamos de forma relevante. Me resisto a ponerle nombres y apellidos, esto siempre es difícil, pero hay ejemplos paradigmáticos: en pocos lugares de Europa se pueden lucir llevadas a Nature hablando de tecnologías cuánticas como las protagonizadas por investigadores del Instituto de Ciencias Fotónicas (ICFO); ordenadores cuánticos conectados a grandes supercomputadores como el MareNostrum 5, y empresas que desarrollan chips y microelectrónica para estos computadores cuánticos.

Acabo poniendo algo de agua al vino, refiriéndome al título que encabeza el artículo: a pesar de que las expectativas futuras de esta segunda revolución cuántica son enormes, es labor de todos rebajarlas a niveles razonables. Muchas de las cosas que he escrito en estas líneas seguramente las veremos, pero no sabemos todavía cuándo, ni exactamente con qué aproximación tecnológica precisa. Deberemos ser hábiles en el balance: ¿serán las tecnologías cuánticas fuente de grandes revoluciones tecnológicas futuras? Seguro que sí, como lo han sido en el siglo XX. ¿Podemos afirmar con precisión cuándo y cómo pasarán estas revoluciones? Me temo que todavía no.