Corría abril de 2019 cuando la Universidad de Concepción (UdeC), que cumplía 100 años, tuvo la visita de un científico pronto se adjudicaría el más importante galardón del mundo por las contribuciones de su trabajo y que fue la primera persona que recibió la “Medalla Centenario”, con que la casa de estudios reconoció a personalidades de todas las áreas del saber. Es el destacado físico francés Alain Aspect, quien este 4 de octubre se convirtió en uno de los tres ganadores del Premio Nobel de Física 2022, junto con su colega estadounidense John Clauser y el austriaco Anton Zeilinger.

Sus aportes en “experimentos con fotones entrelazados, estableciendo la violación de las desigualdades de Bell y siendo pioneros en la ciencia de la información cuántica” resaltó la Real Academia Sueca al anunciar a los laureados. El Comité Nobel de Física relevó que el trabajo de larga data de los científicos y sus estudios innovadores han allanado el camino hacia el desarrollo de nuevas tecnologías basadas en la información cuántica y usando estados cuánticos entrelazados.

Los aportes

Son diversas las tremendas implicancias de la aplicación de estos conocimientos en materias como la informática, con potenciales que ya se están explorando alrededor del mundo y también en la UdeC a través del Instituto Milenio de Investigación en Óptica (MIRO), en cuyos laboratorios estuvo el doctor Aspect y desde donde abordan la trascendencia e impacto de los resultados de los tres Nobel.

“Los desarrollos de estos investigadores permitieron explorar y comprender propiedades fundamentales de la mecánica cuántica, que permitieron entender por qué esta teoría es distinta a las teorías físicas clásicas. Y eso juega un rol fundamental en la comprensión de la naturaleza”, resalta en primer lugar el físico Aldo Delgado, director del MIRO y académico de la Facultad de Ciencias Físicas y Matemáticas.

La mecánica cuántica es la rama de la física que se relaciona con la naturaleza a escalas más pequeñas, un  mundo microscópico, y es su poder lo que evidenciaron. En particular, su propiedad de entrelazamiento que define como “fundamental en los sistemas cuánticos y bastante paradójica”, porque establece que dos o más partículas que están en un estado entrelazado van a estar perfectamente correlacionadas sin importar la distancia entre sí. “De acuerdo con el entrelazamiento puedo tener una partícula en una parte del universo y otra en otra parte, actuar sobre una de ellas y esta acción va a tener reacción en la otra, y esta reacción es instantánea. Lograr demostrar esta propiedad en la naturaleza es extremadamente complicado y los investigadores realizaron experimentos haciendo uso de esta propiedad de los sistemas cuánticos”, explica el doctor Delgado.

Con los sistemas cuánticos y sus propiedades aparece el concepto de súper sistemas, conocidos como “estados cuánticos”, precisa el doctor en ciencias de la ingeniería eléctrica Jaime Cariñe, investigador del MIRO y académico de la Universidad Católica de la Santísima Concepción (Ucsc). Estos tienen la particularidad de operar en múltiples sistemas, tanto por el entrelazamiento cuántico como gracias a la superposición cuántica, afirma.
Para ejemplificar su operación plantea estar ante 10 caminos diferentes y cada uno con una fruta distinta. Un sistema clásico puede pasar por un camino y recoger una fruta a la vez, por lo que para recolectarlas todas debe realizar el procedimiento 10 veces. “Los súper sistemas son capaces de pasar por todos los caminos y recoger todas las frutas de una sola vez”, destaca.

Y los experimentos hechos en distintos años por los doctores Aspect, Clauser y Zeilenger llevaron a mostrar que “las propiedades de los sistemas cuánticos pueden ser explotadas para resolver problemas”, afirma Aldo Delgado. “Por este motivo nace la información cuántica, área de investigación que permite utilizar estos súper sistemas en computación y comunicaciones”, añade Jaime Cariñe.

Justamente, las posibilidades y potenciales de los sistemas cuánticos para almacenar, procesar y transmitir información (las comunicaciones), que se estudia mediante la teoría de la información cuántica, han derivado en el desarrollo de nuevas tecnologías que usan las propiedades de los sistemas cuánticos como la computación cuántica o súper computadoras, dando saltos realmente cuánticos también en transferencia y seguridad de la información.

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