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El interruptor cuántico: de la ciencia ficción a la realidad

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Robinson Lalos
Editor Senior
El interruptor cuántico: de la ciencia ficción a la realidad

El interruptor cuántico: cuando la ciencia ficción se encuentra con la realidad

Modelo atómico con luz cuántica

Desde la antigüedad, la humanidad ha soñado con controlar el tiempo. La idea de retroceder para corregir errores o adelantarse para vislumbrar el futuro ha fascinado a filósofos, escritores y científicos durante siglos. Hoy, este sueño parece estar un paso más cerca de hacerse realidad, aunque no exactamente como lo imaginamos en las películas de ciencia ficción.

Un avance revolucionario

Un equipo de científicos de la Universidad de Viena y la Academia Austriaca de Ciencias, con el español Miguel Navascués a la cabeza, ha desarrollado lo que podríamos describir como un "interruptor cuántico" capaz de hacer retroceder el tiempo a nivel de partículas subatómicas. Este descubrimiento, aunque limitado al mundo microscópico, podría tener implicaciones trascendentales para el futuro de la computación y la medicina.

A diferencia de las máquinas del tiempo de las películas, este dispositivo no permite viajar al pasado para cambiar eventos históricos o corregir decisiones personales. Sin embargo, en el fascinante mundo de la física cuántica, donde las partículas pueden existir en múltiples estados simultáneos y comportarse de maneras que desafían nuestra intuición, este avance representa un logro sin precedentes.

"¡Hemos hecho realidad la ciencia ficción!", exclamó Navascués al anunciar el descubrimiento, una frase que resume perfectamente la trascendencia de este hallazgo que podría transformar nuestra comprensión del universo y abrir nuevas puertas en el campo de la tecnología cuántica.

Los científicos detrás del descubrimiento

Miguel Navascués, físico cuántico español

El equipo responsable de este descubrimiento está liderado por el físico español Miguel Navascués, junto con David Trillo, ambos del Instituto de Óptica Cuántica e Información Cuántica (IQOQI) de la Academia Austriaca de Ciencias (ÖAW), y el grupo de física experimental de la Universidad de Viena, dirigido por Philip Walther.

Miguel Navascués: un referente en física cuántica

Navascués es uno de los físicos cuánticos más destacados de su generación. Con una carrera dedicada a explorar los límites de la mecánica cuántica, su trabajo ha contribuido significativamente a nuestra comprensión de fenómenos como el entrelazamiento cuántico y la no localidad. Este último descubrimiento representa la culminación de años de investigación teórica y experimental en el fascinante campo de la información cuántica.

La colaboración entre teóricos y experimentalistas ha sido fundamental para este avance. Mientras Navascués y Trillo desarrollaron el marco teórico, el equipo de Walther se encargó de diseñar y construir el experimento que demostraría la viabilidad del "interruptor cuántico" en un laboratorio.

Formación internacional: Navascués, formado en la Universidad Complutense de Madrid, ha desarrollado gran parte de su carrera en instituciones de prestigio internacional como la Universidad de Bristol y actualmente en la Academia Austriaca de Ciencias.

Contribución clave: David Trillo, otro de los investigadores españoles involucrados, dio con una clave fundamental para resolver el problema, según destaca Navascués, permitiendo superar obstáculos que parecían insuperables.

¿Cómo funciona el interruptor cuántico?

Representación del experimento cuántico

Para entender el funcionamiento del interruptor cuántico, es necesario adentrarse en el contraintuitivo mundo de la mecánica cuántica. A diferencia de la física clásica, donde las partículas tienen propiedades definidas y siguen trayectorias predecibles, en el mundo cuántico las partículas pueden existir en múltiples estados simultáneos y comportarse de maneras que desafían nuestra lógica cotidiana.

El protocolo de rebobinado

El equipo de investigadores desarrolló lo que han llamado un "protocolo de rebobinado" que permite a una partícula cualquiera (electrón, protón o fotón, por ejemplo) volver a un estado previo. Lo demostraron experimentalmente utilizando un fotón que evoluciona al atravesar un cristal. El interruptor cuántico actúa sobre todas las trayectorias posibles de la partícula y selecciona una que, aparentemente, ya ha pasado.

Miguel Navascués utiliza una analogía muy ilustrativa para explicar este fenómeno: "En el cine [la física clásica], una película se proyecta de principio a fin, independientemente de la voluntad de la audiencia. En casa [en el mundo cuántico], el control remoto nos da el poder de manipular el progreso de la película. Podemos hacer que vuelva a una escena pasada o saltar varias escenas por delante".

Un detalle crucial: Este proceso no puede observarse directamente, ya que en física cuántica la simple observación de un sistema hace que cambie. Por eso Schrödinger decía que el gato estaría vivo o muerto mientras no se abriera la caja. En el momento en que la abriéramos y observáramos su interior, la superposición de las partículas en varios estados a la vez se desharía.

Transferencia de tiempo: Los investigadores también descubrieron que se puede transferir tiempo de evolución entre sistemas físicos idénticos. En un experimento de un año con diez sistemas, se puede "robar" un año a cada uno de los primeros nueve sistemas y dárselos todos al décimo. Al cabo del año, el décimo sistema habrá envejecido diez años, mientras que los otros nueve seguirán igual.

Limitaciones y aclaraciones importantes

Representación de las limitaciones del tiempo cuántico

A pesar de lo revolucionario de este descubrimiento, es importante entender sus limitaciones. El interruptor cuántico no permite viajar en el tiempo en el sentido clásico que conocemos a través de la ciencia ficción. No podemos usarlo para corregir errores personales o cambiar eventos históricos. Las aplicaciones están limitadas al mundo subatómico y tienen restricciones muy específicas.

Imposible a escala macroscópica

Aunque teóricamente sería posible aplicar este protocolo a sistemas mayores como una persona, en la práctica es completamente inviable. Navascués explica: "Si tuviésemos a una persona encerrada en una caja, sin influencia externa alguna, teóricamente sería posible. Pero con los protocolos que tenemos ahora, la probabilidad de éxito sería muy, muy baja. Además, el tiempo que se necesita depende de la cantidad de información que puede almacenar el sistema y una persona contiene una cantidad de información enorme. Habría que esperar millones de años para conseguir que esta persona rejuveneciera menos de un segundo. No tiene sentido".

El tiempo no se crea ni se destruye: Para partículas que almacenan un solo bit de información, se necesita la misma cantidad de tiempo que se quiere rebobinar para actuar sobre el sistema. Como explica Navascués: "si quieres que un sistema envejezca diez años, en general vas a tener que esperar diez años. No se puede crear tiempo de la nada".

No es una máquina del tiempo: El hallazgo no es una máquina del tiempo en el sentido clásico. El tiempo transcurre igualmente, y lo que cambia es el estado de la partícula. "En partículas capaces de almacenar un solo bit de información, la misma cantidad de tiempo que quieres rebobinar el sistema tienes que utilizarla para actuar sobre el mismo", aclara el físico.

Aplicaciones prácticas: más allá de la teoría

Aplicaciones de la computación cuántica en medicina

A pesar de sus limitaciones a escala macroscópica, el descubrimiento del interruptor cuántico tiene importantes implicaciones prácticas, especialmente en el campo de la computación cuántica. Philip Walther, uno de los investigadores involucrados, cree que este hallazgo tendrá aplicaciones tecnológicas significativas.

Corrección de errores en computación cuántica

Una de las aplicaciones más prometedoras del interruptor cuántico es en el campo de la computación cuántica. "Estamos convencidos de que esto también tiene aplicaciones tecnológicas. Un protocolo de rebobinado en procesadores cuánticos, por ejemplo, puede usarse para revertir errores o desarrollos que no se desean", afirma Walther. La capacidad de revertir estados cuánticos podría ser fundamental para superar uno de los mayores desafíos de la computación cuántica: la corrección de errores.

Descubrimiento de fármacos: La computación cuántica, potenciada por avances como este, podría revolucionar el desarrollo de medicamentos. Al permitir simular el efecto de diferentes compuestos químicos sobre organismos a nivel molecular, se reducirían los costes y se aceleraría el proceso de creación de tratamientos para enfermedades como el Alzheimer, el Parkinson o la esclerosis múltiple.

Diagnóstico médico: La computación cuántica también podría mejorar significativamente el diagnóstico y seguimiento de enfermedades. Técnicas como la MRF (Magnetic Resonance Fingerprinting) permitirían evaluar tejidos de resonancias magnéticas comparándolos con otros almacenados, estimando resultados de diagnóstico de forma automática y más precisa.

Gestión de datos médicos: La capacidad de procesar grandes cantidades de información de manera más eficiente podría transformar la gestión de datos en salud, permitiendo encontrar patrones en grandes conjuntos de datos médicos que actualmente son imposibles de analizar con la computación clásica.

El futuro de la computación cuántica

Circuito cuántico avanzado

El descubrimiento del interruptor cuántico se suma a otros avances significativos en el campo de la computación cuántica. Empresas como Google, IBM y Microsoft están invirtiendo miles de millones en el desarrollo de ordenadores cuánticos más potentes y fiables. Google, por ejemplo, ha demostrado recientemente que es posible reducir el número de errores aumentando el número de cúbits, tratando un grupo de cúbits como un único cúbit lógico.

Un futuro prometedor

Los ordenadores cuánticos tienen el potencial de revolucionar numerosos campos, desde la creación de nuevos materiales y medicamentos hasta la optimización de sistemas complejos y el desarrollo de inteligencia artificial más avanzada. Sundar Pichai, CEO de Google y Alphabet, afirma: "Los ordenadores cuánticos ayudarán a identificar moléculas para nuevos medicamentos o a fabricar fertilizantes con un menor consumo de energía; diseñar tecnologías sostenibles más eficientes, que irán desde baterías a reactores de fusión nuclear; y propiciarán avances en la investigación que hoy no podemos ni imaginar".

Sin embargo, todavía queda un largo camino por recorrer. Los investigadores necesitan superar numerosos desafíos técnicos, desde la criogenía hasta la electrónica de control, pasando por el diseño y los materiales de los cúbits. La corrección de errores cuánticos sigue siendo uno de los mayores obstáculos para la construcción de ordenadores cuánticos a gran escala con tasas de error lo suficientemente bajas como para realizar cálculos prácticos.

Seguridad cuántica: Paralelamente al desarrollo de la computación cuántica, se están creando sistemas de seguridad capaces de proteger el tráfico de internet frente a futuros ataques realizados con ordenadores cuánticos, que podrían romper los sistemas de cifrado actuales.

Acceso a la tecnología: Empresas como Google están trabajando para poner hardware, herramientas y aplicaciones cuánticas a disposición de clientes y socios a través de servicios en la nube, permitiendo que más personas puedan aprovechar el poder de la cuántica sin necesidad de tener sus propios ordenadores cuánticos.

Para saber más

Si quieres profundizar en el fascinante mundo de la computación cuántica y sus aplicaciones, te recomendamos los siguientes videos:

"Computación Cuántica: ¡La Próxima Revolución en Medicina!" - Un video que explica cómo la computación cuántica está transformando la ciencia y la medicina.

"Miguel Navascués, investigador sobre la física cuántica" - Una entrevista con uno de los científicos responsables de este descubrimiento.

"La LUZ puede RETROCEDER en el TIEMPO" - Un experimento que muestra cómo la luz puede comportarse de maneras que desafían nuestra intuición sobre el tiempo.

Reflexiones finales

Aplicaciones de la computación cuántica en diferentes campos

El descubrimiento del interruptor cuántico representa un hito significativo en nuestra comprensión del universo y en el desarrollo de la tecnología cuántica. Aunque no nos permitirá viajar en el tiempo para corregir errores pasados, abre nuevas posibilidades en campos como la computación cuántica, la medicina y la gestión de datos.

Ciencia ficción hecha realidad

Como bien dijo Miguel Navascués, "¡Hemos hecho realidad la ciencia ficción!". Este descubrimiento nos recuerda que los límites de lo posible están constantemente siendo redefinidos por la ciencia y la tecnología. Lo que hoy parece ciencia ficción, mañana puede convertirse en una herramienta cotidiana que transforme nuestra sociedad.

La física cuántica sigue desafiando nuestra intuición y expandiendo los horizontes de lo posible. Cada nuevo descubrimiento en este campo nos acerca a una comprensión más profunda del universo y nos proporciona nuevas herramientas para abordar algunos de los desafíos más complejos que enfrentamos como sociedad.

El futuro de la computación cuántica es prometedor, pero también requiere un enfoque responsable. A medida que desarrollamos estas tecnologías, debemos considerar sus implicaciones éticas y sociales, asegurándonos de que los beneficios se distribuyan de manera equitativa y que los riesgos se gestionen adecuadamente.

"Me entusiasma lo que la computación cuántica puede significar para el futuro de nuestros usuarios, clientes y socios, y para el mundo. Seguiremos trabajando para que llegue el día en que los ordenadores cuánticos puedan trabajar en tándem con los clásicos para ampliar los límites del conocimiento humano y ayudarnos a encontrar soluciones a algunos de los problemas más complejos que tenemos ante nosotros". - Sundar Pichai, CEO de Google y Alphabet

El interruptor cuántico es solo el comienzo. A medida que continuemos explorando las fascinantes propiedades del mundo cuántico, es probable que descubramos aún más fenómenos que desafíen nuestra comprensión actual y nos abran nuevas puertas hacia el futuro. La ciencia ficción de hoy podría ser la realidad del mañana, y cada descubrimiento nos acerca un paso más a ese futuro.

Publicado el 22/8/2025

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