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13 de agosto de 2006

Juan Ignacio Cirac sorprendió al mundo de la física hace unos meses cuando se convirtió en el Premio Príncipe de Asturias de Investigación Científica más joven, con tan sólo 41 años. Ahora el científico de Manresa afincado en Munich, donde es director del Instituto de Óptica Cuántica Max Planck, participa en los cursos de verano de El Escorial para ofrecer su experiencia en el que probablemente es el campo más emocionante de la física, óptica e informática actuales: La computación cuántica.

"Para poder dominar ese mundo, como dominamos el macroscópico, estamos a muchos años, un centenar, quizás, quien sabe", afirma Juan Ignacio Cirac. ‘Ese mundo’ es el cuántico, el de lo más pequeño, el que va más allá de lo microscópico y se adentra incluso en los niveles inferiores de los átomos. Resulta que en ese ámbito tan cercano pero tan lejano las reglas del juego son otras. Unas reglas casi incomprensibles más allá de los números.

Cirac lleva al menos diez años dedicado al estudio del uso de las reglas mecánicas cuánticas con el fin de lograr mediante la informática comunicaciones "más rápidas, más eficientes y más seguras". El camino hacia ese objetivo se presenta "largo", aunque admite que "cada mes va habiendo cosas nuevas en este ámbito, y poco a poco estamos más cerca de nuestro reto".

Aunque se está avanzando progresivamente, sin embargo "todavía nos encontramos muy lejos de poder domesticar el mundo microscópico", insistió.


Ordenadores cuánticos, una lejana realidad

Según explicó, el dominio de ese mundo microscópico permitiría la fabricación de ordenadores que no existen hoy en día, "con una capacidad de cálculo muy grande" y de procesamiento, y con mucha memoria, para manejar infinidad de datos a la vez.

El funcionamiento de estos ordenadores es complejo. Los actuales se basan en los bits y en el sistema binario. Esto es, un dato puede ser 1 ó 0. Los ordenadores cuánticos trabajarán -de hecho trabajan porque ya hay prototipos del tamaño de una habitación- con ‘qbits’, elementos de información que podrán ser 1, 0 ó 1 y 0 al mismo tiempo, con el crecimiento exponencial de capacidad de cómputo que esto implica.

¿Cómo es esto posible? No es sencillo de entender. Este tipo de ordenadores se aprovecharán de esas extrañas capacidades del mundo subatómico. Una de ellas, llamada Principio de Incertidumbre, predica que es imposible conocer el lugar y la velocidad de una partícula al mismo tiempo. Así, hasta que una partícula no es observada resulta imposible conocer su estado. Al mismo tiempo, en el mismo momento que se observa, es modificada.

El gran beneficiado con este ordenador sería el sector científico y, en concreto, ámbitos como el de la investigación de materiales (diseño de superconductores o materiales que conduzcan bien la temperatura), la biología, la meteorología o la astrofísica.


Aislar lo más pequeño

Uno de los escollos pendientes por resolver es el hecho de que estos ordenadores cuánticos están formados por "partículas del mundo microscópico que tenemos que domesticar, y sobre todo aislar del resto del universo. Una serie de átomos tienen que estar totalmente aislados de todas las moléculas y de los átomos de alrededor".

"Eso resulta muy complicado, pero se está haciendo. Se está trabajando para aislar los átomos con técnicas como el uso de láseres. Se está desarrollando la tecnología para poder utilizar los láseres, los campos elípticos y los campos magnéticos que nos permitan domar ese mundo microscópico", añadió.

"Es casi seguro que se podrá conseguir construir un ordenador cuántico útil, pero va a pasar tiempo hasta que finalmente se logre", insistió Cirac.


Comunicación segura, infalible e indescifrable

El científico explicó que con la información cuántica "se puede construir un método seguro de comunicación, es decir lograr enviar información secreta de un sitio a otro sin que nada ni nadie lo descifre".

La forma de lograrlo no es fácil de entender. Las partículas cuánticas poseen una mágica capacidad: Se las puede inducir a un estado llamado ‘entrelazado’ por el cual, una vez que se las une, permanecen en permanente e instantánea comunicación con independencia de la distancia que las separe.

Una vez entrelazadas, todo lo que le sucede a una le sucede a la otra y las características físicas de una también viajan a la otra. De esta forma, ya se han logrado, literalmente, teletransportar gran cantidad de fotones. El problema, lo realmente complicado de entender para los no físicos, es que entre ellas no hay ninguna comunicación tal y como la conocemos. Simplemente están unidas sin que les afecte el tiempo o el espacio.

"Ni siquiera los propios ordenadores cuánticos podrán descifrar las claves de esa comunicación", aseguró este experto, tras destacar la relevancia de la investigación básica cuyas aplicaciones desencadenan revoluciones que no se dan en la aplicada y los beneficios pueden ser incluso mayores.

El dominio del mundo microscópico pasa por "aislarlo completamente del exterior", un objetivo que actualmente es posible con volúmenes muy bajos de átomos, pero es necesario que se logre con más.

Los científicos desconocen actualmente cuánto tiempo habrá de pasar para lograr realizar el aislamiento de, al menos, un millón de átomos. "Es algo que llevará su tiempo, pero estoy seguro de que ocurrirá", añadió.