Sóc director d’una empresa de telecomunicacions amb presència a escala mundial.

A un dels darrers Mobile World Congress vaig conèixer unes persones que feien recerca a diferents institucions europees. Em van explicar que el comportament dels àtoms i dels fotons podria  revolucionar el camp de les comunicacions, millorant per exemple la seguretat de les nostres dades.

Havent tornat, he demanat als enginyers de la nostra companyia que es posessin a estudiar com la física quàntica podria beneficiar el nostre negoci.

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!

En alguns experiments, el resultat no ens permet distingir quina trajectòria va agafar la partícula: és com si estigues viatjant als dos camins alhora! Tanmateix, podem observar l'efecte de 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.

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.

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.

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.

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?

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”?

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.