Sóc soci d’una petita empresa familiar que fabrica mobles. Fa uns anys vaig fer instal·lar panells solars a la teulada de la nau que fem servir com a fàbrica i magatzem. En aquella època em vaig informar molt sobre el tema i vaig descobrir amb sorpresa que és la física quàntica que explica les regles sobre les que se sustenta el seu funcionament!

Qui hauria dit que una tecnologia quàntica m’hauria ajudat a estalviar diners a l’hora que contribuïa a salvar el planeta!

Estic molt emocionat: acabo de guanyar una beca per participar en el Master in Quantum Science and Technologies a Barcelona.

A més d’aprendre més sobre el fascinant món de la física quàntica, posaré les bases per la meva carrera professional en un camp en plena expansió que promet modelar les tecnologies del futur.

Això no és tot: la beca em permetrà conèixer un país diferent i entrar en contacte amb una cultura diferent.

Sóc professora de física a un institut de secundària. Em preocupa la falta de coneixement de la gent sobre l’actualitat científica. Refugiant-se en noms tècnics i aprofitant-se de la desinformació i la falta d’esperit crític, cada cop hi ha més estafes pseudocientífiques que no fan més que treure diners a la gent. No, no existeix cap metge quàntic! La ciència no és màgia.

Procuro que els meus alumnes entenguin els conceptes científics i analitzen amb esperit crític la informació que reben en la seva vida quotidiana. 

La velocitat d'una pilota de tennis és el resultat de la superposició de una component horitzontal i una vertical.

Amb partícules quàntiques, podem crear superposicions encara més sorprenents, com un àtom excitat i desexcitat alhora, o una partícula passant per dos camins alhora.

Aplicacions: computació (augmenta molt la velocitat de resolució d'alguns problemes); criptografia (permet comunicacions ultra-segures).

Els resultats d'una mesura són probabilístics: no tenim manera de saber què passarà quan mesurem una sola partícula, però podem calcular amb precisió la probabilitat de cada possible resultat.

Aplicacions: nombres aleatoris. De fet, és l'única manera d'obtenir nombres completament aleatoris. Els nombres aleatoris tenen aplicacions en criptografia i en simulació de sistemes complexos (previsió meteorològica, mercat financer, etc.).

Una spin-off de ICFO, Quside, va inventar un generador de nombre aleatoris basat en la física quàntica.

Els petits canvis que la llum pateix al travessar materials poden ajudar-nos a mesurar amb alta precisió moltes característiques del món que ens envolta, com per exemple la distància i la temperatura.

A l’ICFO treballem per obtenir sensors cada dia més resistents per mesurar la temperatura i els camps elèctrics en condicions extremes, com pot ser un incendi.

També investiguem com construir sensors ultra sensibles gràcies a les propietats de la física quàntica, com per exemple una balança que pot detectar la presència de tan sols un àtom amb nanotubs de carboni o àtoms freds que podrien mesurar els petits camps magnètics generats pel nostre cervell.

(Foto: Prototip de sensor quàntic ultrasensible per mesurar camps magnètics)

Els quantum dots (punts quàntics) són nanopartícules que tenen la interessant propietat  d'emetre i absorbir llum de colors específics, els quals es poden ajustar variant la mida i composició del punt.

Aplicacions: marcadors de macromolècules, en microscòpia, en computació, en la millora de l'eficiència les cèl·lules fotovoltaiques o els LED...

Ja existeixen televisors LED que funcionen amb punts quàntics.

La ciència i la tecnologia han millorat i milloren la qualitat de la nostra vida. No obstant això, queden molts problemes urgents i importants que necessiten solucions que la recerca no ens pot oferir de forma directa i ràpida. Potser hauríem de concentrar els nostres esforços a reduir les desigualtats socials, l’atur, la fam i la pobresa. O poden la ciència i la tecnologia ajudar també en aquests aspectes?

No és fàcil preveure quan una tecnologia concreta estarà disponible per a la societat: per exemple, fa anys que la fusió nuclear sembla a prop de resoldre el problema de la producció de energia, però sempre apareixen problemes tècnics imprevists que allunyen la seva realització. D’altra banda, algunes tecnologies que ara trobem arreu, com per exemple els làsers, deuen el seu origen a la curiositat sobre algunes preguntes fonamentals, com per exemple la interacció entre fotons i matèria, sense una aplicació concreta en ment.

Com podem escollir els camps de recerca que ens reportaran més beneficis?

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.