Las extrañas propiedades de la física cuántica captaron tanto mi atención que dediqué mi trabajo de investigación a estudiar ese tema. No es fácil encontrar información muy detallada al respecto, así que contacté con varias personas que trabajan en el ICFO. Me indicaron qué materiales podía estudiar y me ayudaron a resolver muchas de mis dudas.

No solo aprendí muchas cosas sobre las tecnologías cuánticas emergentes: ¡mi trabajo ganó el premio de Bachillerato!

Hay mucha gente preocupada por saber qué interpretación de la física cuántica es la correcta y describe verdaderamente el mundo en que vivimos. Yo creo que es una cuestión irrelevante, ya que el éxito de la física cuántica radica en la predicción de numerosos fenómenos que se han comprobado experimentalmente.

En el fondo, ¡eso es lo único que nos resulta útil y que nos permite seguir avanzando!

Soy bioquímica e investigo nuevas sustancias que podrían convertirse en medicamentos para curar enfermedades que actualmente son incurables.

Una de las partes más largas del proceso para desarrollar un posible nuevo medicamento es la de averiguar qué efectos tendría sobre los organismos.

Con la aparición de los ordenadores cuánticos, podríamos mejorar notablemente nuestros programas de simulación y así se podría reducir de forma drástica la necesidad de experimentar con seres vivos. 

Las partículas cuánticas tienen un comportamiento similar al de las ondas clásicas, por lo que podríamos crear tecnologías análogas a las de la luz para haces de materia (átomos).

Ejemplos: láseres de materia, interferómetros de átomos, lentes y espejos de átomos...

La ventaja es que estos dispositivos serían muy sensibles a variaciones en el campo gravitacional y efectos inerciales, con aplicaciones, por ejemplo, en la fabricación de acelerómetros (sensores que detectan cambios de posición, que encontramos en los smartphones y las tabletas).

En algunos experimentos, el resultado no nos permite distinguir cuál trayectoria ha escogido la partícula: ¡es como si estuviera viajando por los dos caminos a la vez! Lo que podemos observar es el efecto de la interferencia de ambos caminos.

Si bloqueamos un camino, ya no observamos la interferencia, aunque la partícula haya pasado por el camino abierto. Es como si supiera qué pasa por el otro camino sin pasar por allí.

Aplicaciones: detectar u observar objetos sin interactuar con ellos.

Gracias a la superposición y el entrelazamiento, un ordenador con bits cuánticos (cúbits) puede resolver mucho más rápidamente algunos problemas esenciales como el de factorización (muy importante para la criptografía actual), problemas de optimización y simulaciones, que, incluso con los mejores ordenadores de los que disponemos ahora, tardarían millones de años en resolverse. 

Ya existen algunos ordenadores cuánticos, pero todavía no tienen suficientes cúbits como para superar a los ordenadores clásicos.  

No se puede medir simultáneamente y con precisión arbitraria dos observables incompatibles, como la posición y la velocidad de una partícula.

Esto se denomina también principio de incertidumbre de Heisenberg.

Cuanto más preciso el valor de una de las variables, más indeterminada queda el de la otra. Por ejemplo, si conozco el valor de una partícula con mucha precisión, entonces su velocidad será altamente indeterminada.

Aplicaciones: sensores. Podemos utilizar esta propiedad para obtener mediciones ultrasensibles de campos magnéticos o gravedad.

En muchas ocasiones a lo largo de la historia de la ciencia, una nueva teoría ha sustituido a otra anterior: el heliocentrismo reemplazó al geocentrismo, la evolución relevó a las teorías catastrofistas y lamarckianas... Nadie puede asegurar que esto no vaya a ocurrir con la física cuántica.

Entonces, ¿debemos preocuparnos de que todos los esfuerzos que estamos haciendo ahora en este campo algún día serán en vano? ¿O podemos seguir con tranquilidad, dado que la teoría actual funciona por el momento, es decir, nos permite hacer predicciones y desarrollar nuevas tecnologías?

Normalmente, medir no cambia las propiedades de los objetos, pero a nivel cuántico, una medición puede cambiar las propiedades de lo que se mide. De hecho, si una partícula está en una superposición de dos estados, la medida provoca el colapso de la superposición y como resultado observamos un solo estado bien definido.

Si no podemos evitar el efecto de nuestra presencia como observadores sobre el sistema, ¿cómo podemos conocer realmente algo con seguridad?

Sus aplicaciones en todos los campos de la actividad humana cambiarán radicalmente nuestras vidas, como ya lo hicieron en su momento la electricidad y la electrónica. Debemos invertir tanto como podamos en su desarrollo, para hacerlas comercialmente viables lo antes posible. 

No hay que dejarse engañar por promesas ilusorias. Hemos llegado muy lejos con las tecnologías clásicas y todavía nos queda mucho camino por recorrer: mantenemos la inversión actual en tecnologías cuánticas. Dejemos que los científicos hagan su trabajo y que sigan investigando, concentrándonos en mantener y mejorar las tecnologías que ya tenemos. 

La investigación en física cuántica y sus aplicaciones es positiva, pero ahora mismo tenemos otros problemas mucho más importantes y urgentes, como el hambre, la pobreza, las guerras y el terrorismo. Mantengamos la investigación, pero invirtamos nuestro dinero para buscar soluciones a los grandes problemas que tiene nuestra sociedad actualmente.  

Las tecnologías cuánticas son muy prometedoras, pero para hacerlas efectivas es necesario tener un conocimiento sólido de sus bases. Hay que invertir en investigación fundamental: una mejor comprensión de los fundamentos de la física cuántica llevará de forma natural al desarrollo de sus aplicaciones.