Con el Nobel de Física y otros premios millonarios, la economía cuántica toma un nuevo envión

El 2022 venía tranquilo para las tecnologías cuánticas, con algunas novedades pero ninguna con la estridencia de la noticia de la “supremacía” o ventaja cuántica lograda en años anteriores, primero por Google y luego por un laboratorio chino: el momento en el que una computadora de este tipo pudo resolver un problema que todos los ordenadores tradicionales del mundo sumados hubieran tardado decenas de miles de años en resolver.

Con enormes desafíos ingenieriles por delante (algunas empresas de este rubro están prometiendo resultados prácticos recién para 2030 o 2035), la economía cuántica para muchos medios e inversores había salido momentáneamente del radar en los últimos meses. Pero todo cambió días atrás.

El martes 4 de este mes la Academia de Ciencias Sueca dio el Premio Nobel de Física a tres investigadores del campo de la mecánica cuántica: el francés Alian Aspect, el estadounidense John Clauser y el austríaco Anton Zeilinger. Según el comunicado oficial, lo obtuvieron “por sus experimentos con fotones entrelazados, al establecer la violación de las desigualdades de Bell y ser pioneros en la ciencia de la información cuántica”.

Un factor clave en el desarrollo de la mecánica cuántica es que permite que dos o más partículas existan en lo que se llama un estado entrelazado: lo que le sucede a una de ellas determina lo que le sucede a la otra, incluso si están muy alejadas. El austríaco Zeilinger comenzó a usar estados cuánticos entrelazados, y entre otras cosas demostró el fenómeno de teleportación cuántica, que hace posible mover un estado cuántico de una partícula a otra a distancia. Esto es fundamental para las nuevas comunicaciones, destacó la Academia Sueca.

Pero este no fue el único “premio-motor propulsor” que logró este tema en las últimas semanas. Días antes del Nobel, que otorga US$900.000 a los ganadores, se conocieron los galardones Breakthrough, que establecieron multimillonarios como el dueño de Meta, Mark Zuckerberg. Este premio le da tres millones de dólares a cada científico, y este año se lo llevaron tres “titanes” de los estudios sobre cuántica teórica y aplicada: David Deustch, Peter Shor y Charles Bennet.

“Shor, del MIT, en particular se hizo muy famoso porque logró armar el primer algoritmo cuántico que rompe muy rápido con la encriptación tradicional”, cuenta a la nacion el físico argentino basado en Londres Damián Galante. Desde el Kings College de Londres, Galante trabaja en un grupo de Física Aplicada (estudió esta carrera en Exactas de la UBA) y ganó recientemente una beca Stephen Hawkings para investigar por cuatro años más.

La encriptación tradicional se basa en la factorización de números primos muy altos, algo que la computación tradicional puede tardar años en decodificar. Pero los tiempos se reducen, demostró Shor, dramáticamente con la vía cuántica. “El potencial de la computación y la comunicación cuántica es inimaginable, el tema son los obstáculos para llevarlo a la práctica”, dice Galante.

“La teoría cuántica es tal vez la idea científica más exitosa jamás formulada. Nunca nadie la pudo falsear, es increíblemente predictiva, ha clarificado la tabla periódica de elementos, el funcionamiento del sol, el color del cielo, la formación de galaxias y mucho más. Sus tecnologías derivadas van desde computadoras hasta láseres o instrumentos médicos”, escribió el septiembre en el diario The Guardian el astrofísico y gran divulgador del tema quantum Carlo Rovelli.

En un ya mítico discurso formulado en 1981, el Nobel de Física Richard Feynman propuso que computadoras con propiedades cuánticas podrían resolver en el futuro problemas imposibles para la computación tradicional. Pero, por décadas el desafío pareció imposible; los “qubits” (el equivalente a los bits) son tremendamente inestables y muy ruidosos en su cantidad de errores. Sin embargo, en los últimos años distintos avances permitieron alumbrar una “Segunda Revolución Cuántica”, como la describió días atrás el físico argentino Juan Pablo Paz (uno de los pioneros en este tema en el país), en una nota con el periodista especializado en ciencias Martín De Ambrosio para la nacion.

¿Qué avances hubo este año en este terreno? Aunque no tan rimbombantes como los de la “supremacía”, las novedades promisorias se multiplicaron. “La principales empresas que están trabajando en el tema anunciaron avances escalables y planes para llegar a computadoras con miles de qubits, como IBM, Microsoft, Intel o Google”, cuenta el físico Marco Di Tullio, investigador de estos tópicos del Conicet y de la UNLP. En este sentido, una de las grandes noticias del año en términos de “practicidad” para empezar a bajar a tierra la complejidad cuántica tuvo que ver con el anuncio del “primer chip cuántico de la historia”, un hallazgo de físicos australianos.

El descubrimiento se dio en la Universidad de Nueva Gales del Sur, en Sidney. Allí se anunció la invención de un “resonador dieléctrico”: un prisma de cristal que se sitúa sobre el chip de silicio donde están los qubits (la unidad básica de información cuántica) para controlar su orientación. Esto evita que las computadoras cuánticas tengan que incluir enormes cables y operar a cientos de grados bajo cero, como las que vemos en la actualidad.

“En los años 50, Feynman dijo que nunca entenderemos cómo funciona el mundo, cómo funciona la naturaleza, a menos que podamos empezar a crearlo a su misma escala”, dijeron los investigadores australianos a la revista Science.

En sintonía con las profecías de Feynman, buena parte de la avanzada empresarial en este tema viene por el lado de las “ciencias de la vida”: se esperan revoluciones en la medicina, en la química de materiales o en la genética. En Dinamarca, días atrás la Universidad de Copenhague, en conjunto con la Fundación Novo Nordisk destinó US$1500 millones a la construcción de una computadora cuántica funcional, con un programa que se extiende hasta 2034.

“El campo cuántico está ardiendo. Muchos colegas míos, que hasta hace pocos años pensaban en tener una carrera académica de por vida, se fueron a startups o a grandes empresas de tecnología que están ofreciendo salarios altísimos”, cuenta Galante, que divulga el tema desde su blog FisicaGalante.medium.com y que pronto expondrá un trabajo conjunto con artistas sobre temática cuántica en una galería de arte de Londres.

La gran complejidad del tema y sus consecuencias contra-intuitivas (que en su momento enfurecieron a Albert Einstein) llevan a tomar estas promesas, también, con mucha cautela, dice el biólogo y divulgador Diego Golombek, quien acuñó un término al respecto: la “cuanti-chantada”. De hecho, uno de los más famosos IGNobel (el premio que se otorga de manera sarcástica a las investigaciones más absurdas) fue en 1998 para Deepak Chopra, por su aplicación de la mecánica cuántica a la búsqueda de la felicidad.