Treballo en un grup de recerca sobre informació quàntica a l’ICFO, un centre d’investigació a Castelldefels, prop de Barcelona, tot i que col·laborem amb persones d’arreu del món.

A més d’impulsar la recerca científica i tecnològica, crec que és important fer conèixer a la gent com els últims avenços científics poden afectar les seves vides.

En 2016 vam coordinar un projecte internacional per realitzar un experiment de física quàntica amb la col·laboració ciutadana. Més de 100.000 persones van participar en el Big Bell Test!

Un dels meus canals preferits de YouTube és aquell on una jove enginyera va explicant com funcionen objectes de la nostra vida quotidiana.

Justament ahir va explicar que dins dels nostres mòbils hi ha un munt de transistors i altres elements fets amb semiconductors que són els elements bàsics de l'electrònica digital. Tot això no es podria fer sense entendre les propietats quàntiques dels materials semiconductors que són a la base d’aquests elements.

No sabia que tenia tecnologia quàntica a la meva butxaca! Yeah!

Sóc farmacèutic i en el meu treball la precisió de la meva balança és fonamental per a la preparació de fórmules magistrals. Per aquesta raó, la faig recalibrar cada any: quan ho vaig fer en 2019, em van explicar que aquell any va canviar la definició de quilogram en el Sistema Internacional d’Unitats. Ara la definició de la unitat de pes que s'utilitza arreu del món està basada en una constant universal, la constant de Planck, que juga un paper fonamental a la física quàntica.

Si tot està constituït per partícules quàntiques (àtoms...), com pot ser que el món macroscòpic no tingui les mateixes propietats "estranyes" que les partícules quàntiques?

El principi de correspondència determina que el comportament clàssic dels objectes macroscòpics és el resultat estadístic del comportament aleatori d'un nombre gran de partícules quàntiques.

Encara no sabem on es troba el límit entre la teoria quàntica i la clàssica.

La física quàntica ha permès el naixement d'una primera onada de tecnologies (com els làsers i els transistors).

Ara podem controlar les partícules quàntiques a nivell individual, arribant a dissenyar noves tecnologies disruptives (segona revolució quàntica).

Exemples: la computació quàntica, la criptografia quàntica, els simuladors quàntics i els sensors quàntics.

Molts dels principis de la física quàntica desafien el sentit comú (per exemple, les partícules han de tenir propietat ben definides) o altres teories físiques (una acció a distància instantània no és possible). Per aquesta raó, els físics es demanaven si la teoria quàntica era incompleta.

John Bell va posar fi a aquest debat filosòfic dissenyant un experiment que permetria excloure possibles explicacions alternatives a la física quàntica que no desafiaven la intuïció.

A partir dels anys 80, es van fer molts tests de Bell que van confirmar la validesa de la física quàntica.

La intel·ligència artificial ha revolucionat la tecnologia dels darrers anys. No obstant això, per a poder aplicar aquestes tècniques a la ingent quantitat de dades al nostre abast, ens cal una major potència de càlcul. Els ordinadors quàntics podrien ser la resposta a aquest problema, permetent expandir els camps d'aplicació dels algoritmes d'intel·ligència artificial.

D'altra banda, la intel·ligència artificial ha contribuït a importants avenços en el camp de la física quàntica, ajudant-nos a desxifrar problemes que són gairebé impossibles de resoldre amb les tècniques de computació tradicionals.

La investigació fonamental, com la de determinats camps de la física quàntica, requereix recursos econòmics que no es tradueixen en aplicacions a curt termini. D'altra banda, si limitem la recerca a sectors que poden donar un ràpid retorn econòmic, és difícil assolir la sòlida base científica general que sustenta el progrés tecnològic.

Com podem solucionar aquest “cercle viciós”?

Moltes de les tecnologies que fem servir avui dia provenen d’un camp de recerca molt diferent. Per exemple, el internet va néixer a un centre internacional de recerca en física de partícules com el CERN; els sistemes de posicionament per satèl·lit (GPS, Galileo) deuen la seva precisió a la teoria de la relativitat general.

A vegades, camps de recerca que en principi no tenen aplicacions òbvies generen tecnologies útils com efectes colaterals. Hauríem d’invertir en recerca fonamental pels possibles beneficis que ens suposarien eventuals aplicacions colaterals? O l’avenç del coneixement és raó suficient per posar-hi recursos?

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.