Sóc historiador i dono classes a la universitat.

Crec que molta gent posa molta pressió als científics perquè les seves recerques es tornin ràpidament en aplicacions beneficioses per a la societat. Penso que no hauríem de reclamar resultats tan aviat, i que hauríem de ser pacients i seguir potenciant la investigació.

Per exemple, encara que ja en el 1917 es coneixien els principis teòrics en els que es basa el làser, vam haver d’esperar als anys 60 pel primer prototip i encara molts més anys perquè es tornés una eina tecnològica imprescindible .

Estic acabant el Batxillerat i he de decidir què fer en el futur. Des de petita m'han agradat les ciències, però no sé quina carrera escollir a la universitat.

Últimament m'he estat informant sobre els avenços en el món de la física quàntica, i sonen molt prometedors. M'entusiasma la idea de poder participar en l’expansió del coneixement científic!

En certa manera, les persones que treballen en ciència són els exploradors i exploradores dels temps moderns.

No podríem entendre la medicina moderna sense la física quàntica. A l’hospital on treballo com a metge, emprem sovint la ressonància magnètica per a detectar tumors i altres tipus de patologies: és justament gràcies a la física quàntica que entenem els processos bàsics d’aquesta tecnologia. A més, els làsers – una altra tecnologia quàntica - s’han convertit en eines imprescindibles per a la cirurgia d’extrema precisió. I aquests són només dos exemples de com la física quàntica pot ajudar la medicina!

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.

No es pot mesurar simultàniament i amb precisió arbitrària dos observables incompatibles, com la posició i la velocitat d'una partícula.

Això és conegut també com a principi d’incertesa de Heisenberg.

Com més precís és el valor d’una de les variables, més indeterminada queda el valor de l’altra. Per exemple, si conec la posició d’una partícula amb molta precisió, llavors la seva velocitat serà altament indeterminada.

Aplicacions: sensors. Podem fer servir aquesta propietat per a obtenir mesures ultra-sensibles de camps magnètics o gravetat.

Imaginem una pilota en un bol. Només pot escapar del bol si l'empenyem amb prou energia; en cas contrari, arribarà a una certa alçada i tornarà a caure cap a baix.

A escala quàntica, les partícules poden superar certes barreres, encara que no tinguin suficient energia. És com si un túnel li permetés anar a l’altre costat de la barrera sense gastar energia (efecte túnel).

Aplicacions: microscòpia electrònica (s’apropa una punta metàl·lica molt fina a una superfície i “arrenca” electrons per efecte túnel)

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).

La física quàntica proporciona, en principi, protocols teòrics que són invulnerables als ciberatacs. Tot i així, alguns científics han aconseguit trencar la seguretat de protocols quàntics existents a causa de febleses en la seva implementació. Donada la precisió finita de qualsevol construcció humana, podem refiar-nos de les prediccions teòriques respecte les aplicacions?

És important que la gent estigui informada sobre els avenços científics per poder expressar opinions crítiques sobre les notícies que ens arriben des dels mitjans de comunicació, la publicitat, les xarxes socials,... i evitar caure en estafes o malentesos. A vegades, però, la informació ve precisament de sectors pseudocientífics de dubtosa fiabilitat.

Com hem de gestionar aquest flux d’informació, sovint dubtosa?

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.