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 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. 

En alguns experiments, el resultat no ens permet distingir quina trajectòria va agafar la partícula: és com si estigues viatjant als dos camins alhora! Podem observar la interferència dels dos camins.

Si tanquem un camí, ja no observem interferència, encara que la partícula hagi passat pel camí obert. És com si sàpigues que passa a l’altre camí sense passar per allí.

Aplicacions: detectar i/o observar objectes sense interactuar-hi.

Estan emergent noves tecnologies quàntiques que prometen revolucionar el món de la informació i de la comunicació: per aprofitar al màxim aquest potencial, la Unió Europea, està planejant la construcció d’una infraestructura per a les comunicacions quàntiques, que permetria connectar dispositius quàntics, arribant a formar una internet quàntica. Aquesta infraestructura aprofitarà la xarxa de fibra òptica actual per connexions de curta i mitja distància i hi combinarà satèl·lits per cobrir les distàncies més llargues. D'aquesta manera, gràcies a la física quàntica, es protegiran les dades més sensibles com les personals, financeres, governamentals, així com la xarxa elèctrica, el control aeri, o el sistema sanitari.

Foto: Núvols d’àtoms freds en un dels laboratoris de l’ICFO.

Per enviar un missatge encriptat cal disposar d'una clau per xifrar i desxifrar el missatge. El repte per al receptor i l'emissor és compartir la clau sense que sigui interceptada.

Gràcies a la superposició i a l’efecte de la mesura sobre els sistemes quàntics, podem compartir claus de manera segura i a distància.

Els sistemes quàntics de distribució de claus poden fins i tot detectar la presència eventual d’espies.

Hi ha diverses empreses (entre les quals LuxQuanta i Quside, empreses spin-off de l'ICFO) que ja ofereixen serveis comercials criptogràfics basats en la física quàntica.

La física quàntica ens ha permès entendre millor les propietats de molts materials, com els semiconductors, però n'hi ha que encara s'escapen de la nostra comprensió perquè els càlculs que hauríem de fer per entendre'ls són massa complexos, fins i tot pels ordinadors més potents.

Mentre esperem l'arribada dels ordinadors quàntics, podem començar a fer servir sistemes quàntics senzills que podem controlar de forma precisa en un laboratori, com per exemple un núvol d'àtoms freds, que es comporten com els sistemes més complexos que volem estudiar. Aquests són els simuladors quàntics, que prometen ajudar-nos a entendre materials interessants per les seves aplicacions tecnològiques com els superconductors.

Si realitzem una mesura d’un sistema quàntic modifiquem les seves propietats: el sistema col·lapsa i observem una sola propietat ben definida. Si no podem evitar l’efecte de la nostra presència com a observadors sobre el sistema, com podem verdaderament conèixer-ne res amb seguretat?

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.