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| Átomos y partículas: un mundo difícil de comprender |
Voy a adoptar un enfoque pragmático: Igual que para ser consciente del enorme potencial de la tecnología de la telefonía móvil no hay que saber/entender cómo demonios cada señal telefónica encuentra su camino desde la antena repetidora hacia el móvil que le corresponde, he llegado a la conclusión de que no hay que pretender "entender" las leyes de la mecánica cuántica para, igualmente, poder valorar su importancia y cómo va a afectarnos en las próximas décadas. Claro que ayuda mucho el que ya se anticipara en su día el Premio Nobel Niels Bohr diciendo: "Si alguien no queda confundido por la física cuántica, es que todavía no la ha entendido bien". Ahí estamos.
Porque eso de que un átomo pueda estar en varios sitios a la vez, o pasar por dos agujeros distintos de forma simultánea, o que el pobre "gato de Schrödinger" lleve casi un siglo metido en la caja con la duda metafísica de si está vivo o muerto (y eso que nos lo explican: "en lógica cuántica el gato será el resultado de la superposición de los estados "vivo" y "muerto". El paso de una superposición de estados a un estado definido se produce como consecuencia del proceso de medida, y no puede predecirse el estado final del sistema; sólo la probabilidad de obtener cada resultado"), pues está muy bien, pero... no hay quien lo entienda.
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| Juan Ignacio Cirac |
Bueno, alguno sí que hay. O, al menos, a eso se dedica Juan Ignacio Cirac (Manresa, 1965). Al que ya algunos medios de comunicación proclaman como el "futuro Nobel español". Y es que va por buen camino: Premio Príncipe de Asturias de Investigación Científica y Técnica en 2006, y Premio Wolf de Física ("la antesala de los Nobel") en 2013. Desde 2001 es el Director de la División Teórica del Instituto Max Planck de Óptica Cuántica en Alemania. Y que empezó de humilde profesor de Física en la Universidad de Castilla-La Mancha (por algún lado he leído que hay un polígono tecnológico en Ciudad Real que lleva su nombre).
Cirac pertenece al reducido grupo de equipos que representan la vanguardia de la aplicación de la mecánica cuántica en dos campos muy interesantes: los ordenadores cuánticos y la teletransportación cuántica.
Los ordenadores cuánticos se encuentran en fase de prototipo, pero parece que se están logrando avances significativos que hacen prever que su puesta en funcionamiento real pueda estar más cerca. A diferencia de los ordenadores "convencionales", que son de "pensamiento lineal", es decir, se limitan a ejecutar una secuencia ordenada de comandos o instrucciones, eso sí a velocidades cada vez mayores (aunque habría que matizar esta imagen cuando hablamos de procesadores que también son capaces de trabajar en paralelo), los ordenadores cuánticos trabajan desde la simultaneidad y la cuasi infinita variación de estados. ¿Se entiende? No; pero las posibilidades parece que son extraordinarias. Especialmente en ordenadores enfocados a analizar problemas específicos; lo que se conoce como "simuladores cuánticos" (por ejemplo, un ordenador especializado en predicción meteorológica, u otro especializado en dinámica de fluídos). Dicen que en unos 5 años empezaremos a verlos (y a tratar de entender de qué estamos hablando).
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| No sabemos cómo serán, pero alguno ya ha estimado su mercado potencial |
La teletransportación o teleportación cuántica es todavía más esotérica. Y no se refiere al modelo "Star Trek" de "desintegrar" y mandar a un ser humano a miles de kilómetros de distancia (al menos por el momento). Estamos hablando a nivel atómico; de cómo determinada información pasa de un átomo a otro situado a kilómetros de distancia de forma simultánea y sin que haya un medio de transporte. Se puede expresar así: "un fotón conoce el estado de otro gracias a un fenómeno conocido como entrelazamiento, por muy lejos que esté uno de otro." De hecho, el "record mundial" de teleportación cuántica registrado hasta la fecha ha sido de 143 kilómetros, y fue en Septiembre de 2012 entre dos estaciones espaciales ubicadas en las Islas Canarias.
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| Record mundial, por ahora entre La Palma y Tenerife |
¿Y qué aplicaciones podría tener? Pues ni idea, pero hay quien ya se moja: "En un futuro Internet cuántico, la teleportación cuántica será un protocolo clave de la transmisión de información entre ordenadores cuánticos”.
O sea, que aunque no se entienda, parece que nos va a tocar "sufrir" sus efectos. Seguro que para bien. Y ójala se cumplan los pronósticos sobre Juan Ignacio Cirac (sería el 8º Nobel español, el 1º en Física, 24 años después del concedido a Camilo José Cela en 1989).
Posdata curiosa: la ciudad de Quantico en Virginia, conocida y de frecuente aparición en películas y series de TV por albergar la mayor base de Marines de los EE.UU. (y algún departamento del FBI), no debe su nombre a ninguna connotación científica del mundo de los "quantums", sino que, al parecer, deriva de una palabra india que significaba "junto al gran río", por el famoso Potomac que la rodea.
Os dejo enlace con la página del Instituto Max Planck, por si queréis indagar y eso. Es un tema de lo más complejo para mortales del montón, como servidora.
ResponderEliminarhttp://www.mpq.mpg.de/Theorygroup/CIRAC/wiki/index.php/Theory_Division.html
La posibilidad teórica de utilizar los diferentes estados cuánticos de las partículas como contenedores de información es clara y conocida desde hace mucho. Otra cosa es desarrollar la tecnología para utilizarlo.
ResponderEliminarEl fenómeno de la teletransportación cuántica tampoco es nuevo pero creo que mucho menos conocido a nivel teórico. Me parece apasionante profundizar en él y yo creo que será esencial para conocer mejor la estructura de la naturaleza. Corresponde a una familia de fenómenos que parecen cuestionar el límite de la velocidad de la luz para la transmisión de información. En mis tiempos de estudiante de física, estudié los "pares de Cooper": pares de electrones muy separados en una red cristalina y que se atraen !!! pese a tener carga del mismo signo.
Bajo ciertas condiciones, dos partículas pueden mantener un vínculo tal que un cambio en una de ellas provoca un cambio instantáneo en la otra, con independencia de la distancia que las separe. Para respetar el límite "c", habría que aceptar que el vínculo que las une equivale a que estuvieran juntas, pese a la aparente distancia que las separa. Acojonante !!!!
Aparte del enorme interés teórico de estos fenómenos, creo que su aplicación práctica a ordenadores o medios de comunicación y su convesión en productos consumibles es remota. Evocando otra vez mi época de estudiante, recuerdo el entusiasmo que despertaban hace 40 años fenómenos como la superconductividad, la superfluidez, la fusión nuclear, la fusión fría, por citar algunos de los mas famosos. Al cabo del tiempo, el aprovechamiento de estos conocimientos sigue sin llegar y sin saberse cuando llegará, si llega.
Yo soy escéptico respecto de los ordenadores cuánticos y, en general, respecto a tecnólogías basadas en fenómenos que se caractericen por alguna de las siguientes cualidades:
1) Se deban controlar (monitorizar y, sobre todo, manipular) en escalas dimensionales alejadas varios órdenes de magnitud de las nuestras, es decir, o son muy grandes o muy pequeños. En el caso de los ordenadores cuánticos: cómo se accede a la matriz de memoria para almacenar o extraer información, por ejemplo, de cada electrón ?
2) Exigen el mantenimiento operativo de sistemas de bajísima entropía, como son los reactores de fusión con un plasma a 50 millones de grados y su continente a temperatura por debajo de la de fusión metálica, o en el caso de los metales superconductores, con estos a temperaturas cercanas al cero absoluto en sistemas a temperatura ambiente.