Entrelazados
La nueva edición del premio Nobel de Física reconoció el trabajo de tres científicos pioneros en experimentar con estados cuánticos entrelazados. Además de ser fundamentales para la interpretación de la mecánica cuántica, los expertos afirman que han despejado el camino hacia nuevas tecnologías de la información.
La Real Academia Sueca decidió que el Premio Nobel de Física 2022 se lo llevaran el francés Alain Aspect, el estadounidense John F. Clauser y el austríaco Anton Zeilinger. Según detallaron desde el comité a cargo de la selección, estos científicos “han llevado a cabo experimentos pioneros con estados cuánticos entrelazados, cuyos resultados han despejado el camino hacia una nueva tecnología basada en la información cuántica”.
En un estado entrelazado, dos partículas se comportan como una sola unidad, incluso estando separadas. Es decir que lo que le sucede a una de ellas determina lo que le sucede a la otra. Los tres físicos ganadores han experimentado con ese entrelazamiento, demostrando que la mecánica cuántica no puede ser reemplazada por una teoría que utilice variables ocultas, las cuales actuarían como instrucciones en la correlación entre partículas.
Según detalla el Comité de Física del Premio Nobel, el trabajo de Clauser fue fundamental en ese sentido y el de Aspect amplió la misma línea de investigación, cambiando la configuración de medición después de que un par entrelazado había dejado su fuente, logrando que la configuración inicial, al ser emitido, no afecte el resultado. Por su parte, Zeilinger ha demostrado el fenómeno de teletransportación cuántica, que posibilita mover un estado cuántico de una partícula a otra a distancia.
Para Christian Schmiegelow, investigador del CONICET en el Laboratorio de Iones y Átomos Fríos (LIAF) del Departamento de Física de la Facultad de Ciencias Exactas y Naturales de la UBA, los tres ganadores han logrado confirmar ciertas características de la naturaleza que resultan muy contraintuitivas. “Han abierto un sinfín de líneas de investigación, tanto fundamentales como aplicadas, que creemos que van a seguir creciendo en tecnologías que serán de uso común en el futuro”, comenta y agrega: “Hace rato que creíamos que tenían que ser galardonados”.
Y es que el entrelazamiento cuántico o la teletransportación suelen ser motivos recurrentes en la ciencia ficción, no obstante, estos desarrollos tienen aplicaciones muy concretas que movilizan inversiones millonarias por parte de empresas privadas y estados nacionales a lo largo del mundo.
Christian Schmiegelow. Archivo Exactas UBA
Schmiegelow explica que en Argentina hay varios laboratorios que trabajan y manejan la técnica que desarrollaron estos científicos. “Es el caso del Laboratorio de Óptica y Fotónica del Departamento de Física (en Exactas UBA), donde se realizan experimentos usando estas correlaciones cuánticas para estudiar distintas propiedades de la física. También el Laboratorio de Óptica Cuántica del CITEDEF, dirigido por Miguel Larotonda, que trabaja con criptografía cuántica, que es un método de comunicación encriptado que permite enviar mensajes con una seguridad absoluta hasta donde conocemos. Y también en el LIAF, donde trabajamos realizando entrelazamientos pero ya no entre fotones sino entre átomos que atrapamos en cámaras de vacío y que controlamos utilizando láseres”, enumera.
Según el físico, estas técnicas hoy son recurrentes en toda la física cuántica moderna. “Hay varias tecnologías cuánticas que se desarrollan en todo el mundo y algunas ya están siendo aplicadas en tres grandes áreas: las comunicaciones, el procesado de información -que incluye lo que se denomina computación cuántica-, y el sensado, que trabaja con sensores y diferentes dispositivos de medición, en donde el uso del entrelazamiento y las correlaciones son cruciales para mejorar la sensibilidad de estos dispositivos”, explica.
Por su parte, Laura Knoll, investigadora en el Laboratorio de Óptica Cuántica del CITEDEF, equipo que participó de un experimento internacional con laboratorios de todo el mundo en el que también se incluía el equipo de Anton Zeilinger, afirma que el premio “es más que merecido”, ya que con sus experimentos los tres galardonados “fueron cerrando una discusión longeva sobre los fundamentos de la mecánica cuántica y dieron pie al desarrollo de nuevas tecnologías”.
“Actualmente, estos fenómenos cuánticos salieron del plano de las discusiones filosóficas y de fundamentos para tener un rol importante como recursos básicos para el desarrollo de protocolos de comunicación”, comenta Knoll. Y agrega: “Un ejemplo es lo que sucede con la teleportación cuántica o la criptografía cuántica. Muchos de los algoritmos o protocolos de comunicación que utilizan fenómenos cuánticos para su implementación no podrían desarrollarse de una manera clásica, y esto es lo que da una ventaja”.
