El Nobel de Física 2022 reconoce el inicio de una nueva era en tecnología cuántica
Los hallazgos de los tres galardonados han permitido la transmisión de larga distancia de un mensaje completamente seguro y videollamadas encriptadas
El francés Alain Aspect, el estadounidense John F. Clauser y el austríaco Anton Zeilingier han sido distinguidos este martes 4 de octubre con el Nobel de Física 2022 por sus trabajos pioneros que han sentado las bases de una nueva era para la tecnología cuántica, que abarca ordenadores, redes y comunicación encriptada segura.
Los hallazgos de los galardonados han permitido por ejemplo la primera transmisión de larga distancia de un mensaje completamente seguro, videollamadas encriptadas cuánticamente o el lanzamiento de satélites de comunicación cuántica.
Esta tecnología podría ser utilizada también por entidades financieras, gobiernos o instituciones en un futuro cercano para intercambiar datos de forma absolutamente segura.
El fallo difundido por la Real Academia de las Ciencias sueca motiva el premio "por los experimentos con fotones entrelazados, estableciendo la violación de las desigualdades de Bell y liderando la ciencia de la información cuántica".
Muchas aplicaciones en ese campo descasan en cómo la mecánica cuántica permite a dos o más partículas existir en estado compartido, independientemente de lo lejos que estén unas de otras, lo que se conoce como entrelazamiento cuántico, explica la Academia.
El entrelazamiento ha sido uno de los elementos más debatidos de la mecánica cuántica desde que su teoría fue formulada: lo que Albert Einstein calificó de "escalofriante acción a distancia" y el rasgo más importante de esa rama de la física para Erwin Schrödinger.
La cuestión durante mucho tiempo fue si esa correlación ocurría porque las partículas en un par entrelazado contienen variables ocultas, instrucciones que les dicen qué resultado dar en un experimento.
JOHN CLAUSER Y LA DESIGUALDAD DE BELL
En la década de 1960 el investigador norirlandés John Stewart Bell desarrolló una desigualdad matemática que establece que si hay variables ocultas, la correlación entre los resultados de un número alto de mediciones nunca excederá cierto valor.
La mecánica cuántica predice, no obstante, que cierto tipo de experimento violará la desigualdad de Bell, lo que resultará en una correlación más fuerte de lo que sería posible de otro modo, según el fallo.
John Clauser (Pasadena, EEUU, 1942) empezó a interesarse en su época de universitario por los fundamentos de la mecánica cuántica y la desigualdad de Bell, cuyas ideas desarrolló en un experimento práctico, construyendo en 1972 un aparato que emitía dos fotones entrelazados a la vez, cada uno hacia un filtro que probaba su polarización.
El resultado de sus mediciones respaldó las predicciones de la mecánica cuántica violando claramente una desigualdad de Bell, lo que significa que la mecánica cuántica no puede ser reemplazada por una teoría que use variables ocultas.
Clauser y otros físicos siguieron discutiendo en años posteriores el experimento y sus limitaciones, como su ineficiencia para producir y capturar partículas, un aspecto complicado de abordar porque los estados cuánticos entrelazados son muy frágiles y difíciles de gestionar.
ALAIN ASPECT: NUEVOS EXPERIMENTOS Y TELETRANSPORTACIÓN
Alain Aspect (Agen, Francia, 1947), entonces estudiante de doctorado, ideó una nueva versión de la configuración que refinó mediante varias repeticiones.
En su experimento, Aspect pudo registrar los fotones que atravesaban el filtro y los que no, con lo que se detectaron más fotones y se mejoraron las mediciones. En la variante final de sus pruebas fue capaz de dirigir los fotones hacia dos filtros diferentes, colocados en diferentes ángulos
De esta forma, cambió la configuración de medición después de que un par entralazado había abandonado su fuente, de modo que la configuración existente cuando fueron emitidos no podía afectar al resultado, cerrando así una importante "laguna" del experimento de Clauser, resalta la Academia.
ANTON ZEILINGER Y LA TELETRANSPORTACIÓN CUÁNTICA
Anton Zeilinger (Ried im Innkreis, Austria, 1945) fue el primero en realizar en 1997 experimentos de teletransportación cuántica, demostrando que es posible mover un estado cuántico de una partícula a otra a distancia.
Una vez probado esto, el siguiente paso era usar dos pares de partículas entrelazadas: si una partícula de cada par se junta de una forma concreta, las partículas no afectadas pueden entrelazarse a pesar de no haber estado nunca en contacto, como demostraron un año después Zeilinger y su equipo de investigación.
"Ha quedado cada vez más claro que está emergiendo un nuevo tipo de tecnología cuántica. Podemos ver que el trabajo de los laureados con estados entrelazados es de gran importancia, incluso más allá de cuestiones fundamentales sobre la interpretación de la mecánica cuántica", señaló el presidente del Comité Nobel de Física, Anders Irbäck.
Clauser, Aspect y Zeilinger suceden en el palmarés del premio al japonés Syukuro Manabe, el alemán Klaus Hasselmann y el italiano Giorgio Parisi, distinguidos el año pasado por sus "contribuciones pioneras para nuestro entendimiento de los complejos sistemas físicos".
Los tres compartirán los 10 millones de coronas suecas (916.000 euros o 882.000 dólares) con los que está dotado el galardón, al igual que el resto de Nobel.
La ronda de ganadores continuará mañana con el de Química y, en días sucesivos, con los de Literatura, de la Paz y Economía.
