Treballo per a una empresa que sempre ha apostat per a la investigació i la innovació com a forma de creixement econòmic. Invertir en recerca és invertir en futur.

Recentment hem invertit molts diners en una start-up fundada per joves científics que estan fent avenços importants en el camp de la criptografia quàntica.

Apostar en tecnologies que encara no estan madures és clarament un risc, però qui ho fa abans que els altres, s’assegura els màxims beneficis en cas d’èxit.

M’agrada moltíssim fer excursions a la muntanya: els sistemes de navegació satel·litaris, com el GPS o Galileo,  m'ajuden a no perdre'm.

És increïble poder marcar la meva posició al mapa amb una precisió de només pocs metres: això seria impossible si els satèl·lits dels sistemes de navegació no duguessin uns rellotges atòmics. La naturalesa quàntica dels àtoms assegura l’extrema precisió d’aquests rellotges, que es tradueix en un mínim marge d’error sobre la nostra posició.

Com visc a un poble petit de muntanya amb poques botigues, m’he acostumat a comprar tot el que necessiti per internet. Tot i així, hi ha molta gent al poble, inclosa la meva àvia, que s’estima més passar-se una hora en cotxe per a baixar a la ciutat que posar les seves dades al internet, perquè té por dels atacs de pirates informàtics.

Malgrat que aquest sigui un perill important, jo estic tranquil·la. Vaig llegir que hi ha molta gent que es dedica a estudiar noves maneres de millorar la seguretat de les nostres comunicacions, i sembla que les tècniques més prometedores tinguin a veure amb les propietats exòtiques de la física quàntica!

A la física quàntica, mesurar vol dir extreure informació d'un sistema d'alguna manera.

Mesurar un sistema quàntic pot canviar el seu estat: per exemple, unes mesures de polarització poden tornar la polarització de vertical a horitzontal.

Al contrari del que passa en el món macroscòpic, en física quàntica l'ordre de les mesures pot variar el resultat final.

Aplicacions: augmentar la seguretat de la criptografia. L’efecte inevitable de la mesura sobre l’estat d’una partícula pot ser l'evidència de la presència d'un espia.

La física quàntica descriu el món a escala atòmica i molecular: en els darrers anys, la comunitat científica ha après a aprofitar-se dels fenòmens que apareixen a escala microscòpica per crear noves tecnologies.

S’espera que les tecnologies quàntiques millorin la manera d’estudiar alguns sistemes físics, la seguretat de les nostres comunicacions, la rapidesa de càlcul dels ordinadors i la sensibilitat dels sensors.

Amb més de la meitat dels seus grups treballant en aquests camps, l’ICFO suma els seus esforços als d’altres centres de recerca i empreses formant part activa de xarxes a nivell local (Pla Complementari - Comunicacions Quàntiques) i internacional (European Quantum Flagship) que tenen com a objectiu accelerar l’arribada d’aquestes tecnologies a l’abast de la societat.

A l’ICFO es troben alguns dels racons més freds del món, però ningú hi pot entrar. En aquests llocs la temperatura és més baixa que a l’espai profund: només unes petites fraccions de grau (centenars de nanokèlvins) per sobre del zero absolut.

Només uns pocs laboratoris del món poden reproduir aquestes condicions extremes en petites cambres de buit, on poden atrapar petites quantitats d’àtoms (des de pocs milions fins a un de sol, depenent de l’experiment): per poder estudiar les interessants propietats quàntiques que apareixen a aquestes temperatures tan baixes, és fonamental que els àtoms estiguin el més freds (i per tant el més quiets) possible.

Foto: Uns dels laboratoris de l'ICFO on refreden àtoms fins a prop del zero absolut

Els interferòmetres són aparells que fan servir les interferències com a eina per a realitzar mesures molt precises.

Les propietats quàntiques ens permeten augmentar encara més la precisió i poder mesurar coses massa petites per la física clàssica

Aplicacions: ones gravitacionals, microscòpia de súper-resolució, fotolitografia (impressió de materials amb llum), variacions del camp gravitatori terrestre (útil per conèixer l'estat de dipòsits de petroli o aqüífers).

Un debat obert a la física quàntica és la seva interpretació. La més habitual i antiga (1925-1927), és la de Copenhaguen (que fem servir a les Info Cards). Existeixen, però, altres interpretacions, com la interpretació dels universos múltiples (aprox. 1960), que suggereix que quan realitzem una mesura, tots els possibles resultats apareixen en universos paral·lels, dels quals nosaltres només n’observem un. Un dels problemes que tenen les interpretacions és que no està clar que siguin comprovables experimentalment.

Si bé encara les tecnologies quàntiques es troben en un estat molt inicial, les seves aplicacions en àrees molt diverses són enormement prometedores. Diuen que Thomas J. Watson, director de la companyia IBM, va dir el 1943 que en el món “hi ha un mercat per a aproximadament 5 ordinadors”.

Podem jutjar en el present el possible impacte de les noves tecnologies?

Les seves aplicacions en tots els camps de l’activitat humana canviaran les nostres vides de forma radical, com ja ho van fer en el seu moment l’electricitat i l’electrònica. Hem d’invertir tant com puguem en el seu desenvolupament, per fer-les comercialment viables com més aviat millor. 

No ens hem de deixar enganyar per promeses il·lusòries. Hem arribat molt lluny amb les tecnologies clàssiques i encara ens queda molt camí per recórrer: mantenim la inversió actual en tecnologies quàntiques. Deixem que els científics facin la seva feina i que segueixin investigant, concentrant-nos en mantenir i millorar les tecnologies de què ja disposem. 

La investigació en física quàntica i les seves aplicacions és positiva, però ara mateix tenim altres problemes molt més importants i urgents, com la fam, la pobresa, les guerres i el terrorisme. Mantinguem la recerca, però invertim els nostres diners per buscar solucions per als grans problemes que té la nostra societat actualment.  

Les tecnologies quàntiques són molt prometedores, però per poder-les fer efectives cal tenir un coneixement sòlid de les seves bases. Cal invertir en recerca fonamental: una millor comprensió dels fonaments de la física quàntica portarà de forma natural al desenvolupament de les seves aplicacions.