Los investigadores Alain Aspect, John Clauser y Anton Zeilinger han experimentado con fotones entrelazados, incluso separados por kilómetros de distancia
Su trabajo ha encontrado aplicaciones en computación cuántica y comunicación cifrada segura.
En 1997 el investigador austríaco Anton Zeilinger logró demostrar, por vez primera, el teletransporte cuántico al enviar el ‘estado cuántico’ de unos fotones a otros entre las dos orillas del río Danubio. Sus experimentos para controlar partículas entrelazadas, de forma que se comportan como una sola unidad incluso cuando están separadas, fueron cada vez más ambiciosos y en 2012 logró batir un récord entre La Palma y Tenerife, al enviar fotones a 144 kilómetros de distancia, sin ningún tipo de conexión. Su trabajo, que parece de ciencia ficción, ha sido reconocido este martes con el premio Nobel de Física junto al de otros dos pioneros en el campo de la información cuántica: el francés Alain Aspect y el estadounidense John F. Clauser. Sin embargo, el anuncio deja fuera al físico español Ignacio Cirac, ‘padre’ de la computación cuántica y cuyo nombre se había convertido en un clásico en las quinielas para el Nobel.
Los tres físicos galardonados demostraron que dos o más partículas pueden formar lo que se llama un estado entrelazado. Lo que le sucede a una determina lo que le sucede a la otra, incluso si están separadas por kilómetros de distancia. Según la Real Academia de las Ciencias sueca, sus resultados han despejado el camino para nuevas tecnologías, como las redes y computadoras cuánticas y la comunicación cifrada segura.
Durante mucho tiempo, esta correlación entre partículas había sido discutida, ya que se pensaba que podría haber variables ocultas que influían en los experimentos. Los trabajos de John Clauser, quien dirige su propio centro de investigación, Clauser & Assoc., echaron por tierra esas teorías y respaldaron la mecánica cuántica a partir de una desigualdad matemática que lleva el nombre de su creador, el físico John Stewart Bell. Alain Aspect, de la Escuela Politécnica Universitaria Paris-Saclay, profundizó aún más en estos experimentos, dando un nuevo espaldarazo a la mecánica cuántica.
«Einstein estaba en contra la física cuántica. No creía que dos partículas alejadas tuvieran esa conexión, que bautizó como fantasmagórica, porque violaba los postulados de su teoría de la relatividad», explica a este periódico Sonia Fernández-Vidal, doctora en física cuántica y escritora. Sin embargo, a partir de las teorías de Bell, Clauser y Aspect «demostraron que el entrelazamiento existía, y que en física cuántica el espacio no es local, una de las grandes roturas que supone su aceptación. En pro de Einstein tenemos que decir que no se puede enviar información más rápido que la velocidad de la luz», añade.
Por su parte, Juan José García-Ripoll, físico teórico del Instituto de Física Fundamental (dependiente del CSIC), añade: «Es un premio que lleva en las quinielas varios años porque este experimento es el que sienta realmente las bases sobre las que se construyen otras muchas cosas, como por ejemplo los experimentos de computación cuántica, que ya recibieron el Nobel en su momento. Me alegro mucho de que tengamos un nuevo reconocimiento en el campo de la cuántica».
‘Mr. Beam’
Pero, sin duda, los resultados más espectaculares para el gran público son los de Zeilinger, de la Universidad de Viena, quien comenzó a usar estados cuánticos entrelazados. Su grupo de investigación demostró el fenómeno de la teletransportación cuántica, que hace posible mover un estado cuántico de una partícula a otra a distancia. Estos logros le hicieron muy popular en Austria, con apodos como ‘el hechicero de Viena’ o ‘Mr. Beam’ (por la tecnología de teletransporte -‘beaming’, en inglés- de la serie Star Trek).
«Aún estoy un poco en shock», ha reconocido el físico austríaco tras saber que era uno de los galardonados. «Estoy seguro de que la teleportación cuántica será una realidad pronto. Sobre todo para enviar información de un equipo cuántico a otro, lo que supondrá toda una revolución», ha añadido. Ahora bien, el investigador ha precisado que estas tecnologías se centran en la información, no en la masa. «Que una persona se teletransporte por completo de un sitio a otro es campo de ciencia ficción y lo que nosotros estamos haciendo es ciencia», ha precisado algo irritado al ser preguntado al respecto por los periodistas.
Una nueva era
Más allá de las cuestiones fundamentales de la interpretación de la mecánica cuántica, el trabajo de los laureados ha dado lugar al auge de «un nuevo tipo de tecnología de una potencia inesperada», como se ha recordado desde el Comité Nobel de Física.
Esta es la base de la computación cuántica, que promete resolver problemas que a los clásicos les llevaría millones de años. Serán útiles para, por ejemplo, fabricar fármacos totalmente personalizados o crear materiales superconductores que nos permitan desde generar energía eléctrica de forma más eficiente a crear trenes de levitación magnética de alta velocidad.
También impulsará el cifrado cuántico, más seguro que las técnicas actuales. Y sistemas con más de dos partículas entrelazadas que se utilizan en demostraciones, con fotones que han sido enviados a través de decenas de kilómetros de fibra óptica, o entre un satélite y una estación en tierra. Como dicen desde la Academia sueca, «la primera revolución cuántica nos dio transistores y láseres, pero ahora estamos entrando en una nueva era».
El Nobel, sin embargo, se ha olvidado de Cirac. El físico español, director de la división teórica del Instituto Max Planck de Óptica Cuántica en Garching, Alemania, es uno de los mayores expertos mundiales en computación cuántica. Fue distinguido en 2013 con el Premio Wolf, considerado por muchos como la ‘antesala’ del Nobel, y que los tres nuevos galardonados por la Academia sueca habían ganado conjuntamente tres años antes. Lamentablemente, el firme candidato tendrá que esperar una nueva ocasión. Fernández-Vidal cree que puede ser reconocido en el futuro: «Cirac es un investigador extraordinario. Es una de las personas que más ha contribuido al campo de la información cuántica. Le deben mucho y está de sobra a la altura para repetir un premio como este», apunta.
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