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- El cazador de cerebros - Cuántica, misterio, fantasía y revolución
29.24 min
Transcripción completa
Hubo un tiempo en el que los periódicos decían
que solo doce personas entendían la teoría de la relatividad.
No creo que haya existido nunca ese momento.
Como mucho hubo un tiempo en que solo un hombre la entendía,
porque él fue el que la descubrió, antes de escribir su artículo.
Pero después de leer el artículo
mucha gente entendió la teoría de la relatividad,
de alguna manera.
En cambio, creo que puedo decir que nadie entiende la mecánica cuántica.
Nadie entiende la mecánica cuántica.
Nadie entiende...
(RÍEN)
Aquí están los laboratorios del profesor Hench,
que fue premio Nobel en el año 2006
por descubrir lo que se llama el peine de frecuencias.
son unos rayos láser que haces algo con ellos
de tal forma que puedes hacer unas medidas muy precisas,
las más precisas que se hacen en todo el mundo.
Medidas, por ejemplo,
de las propiedades magnéticas de los electrones,
propiedades magnéticas de otras partículas...
Aquí tenemos otros laboratorios,
donde son capaces de coger un solo átomo
y con eso se puede realizar comunicación cuántica.
Se utilizan pinzas ópticas.
Es, de hecho, por lo que dieron este año el Nobel.
Con un láser también eres capaz, como si fuesen unas pinzas,
de escoger un átomo en particular, quitar los demás
y este quedártelo, lo tienes agarrado,
y ya lo puedes poner dentro de los espejos
que es donde ocurre este intercambio
entre el átomo de los fotones.
Aquí se producen millones y millones y millones de fotones.
De hecho, eso uno de los láseres más potentes del mundo.
Con estos láseres se pueden sacar fotografías,
como los electrones, o se mueven en las moléculas...
No se ve directamente, pero sí que se ve que ha cambiado.
Sacas una foto ahora, una después
y has visto que cambia algo.
Estas lámparas que se han encendido al pasar
son una obra de arte que representa el teletransporte.
El teletransporte cuántico permite que información que está en un sitio
desaparezca de ese sitio y aparezca en otro
sin que haya ninguna información que pase por en medio.
Es un fenómeno cuántico que ocurre en el mundo microscópico
que fue predicho en el año 93, pero que ha sido medido
y que hoy en día ocurre en muchos laboratorios del mundo.
Bueno, es a escala atómica.
Pero es importante destacar que en el teletransporte cuántico,
al contrario de lo que ocurre en "Star Trek",
no se transporta materia.
No es que una persona o un átomo desaparezca de un sitio
y aparezca en otro,
sino que lo que se teletransporta es la información.
Y, de momento, ocurre a escalas del orden de 10, 20 o 30 km.
El récord son...
No sé cuántos, a lo mejor 200, 300 km,
pero tiene ciertos límites.
Ignacio, tiene un Skype en 15 minutos.
-Vale. Ahora voy. Gracias.
Bueno, tenemos diez minutos para charlar un rato si quieres o...
Si queréis estar allí, como queráis.
Claro, ese es el problema.
Si rotamos la "brick-wall", no será lo mismo que la hexagonal.
Bueno, pues es un ordenador que resuelve problemas
de la misma forma que los ordenadores usuales
resuelven problemas.
Lo distinto en un ordenador cuántico es que ese proceso de información
se hace siguiendo las leyes de la física cuántica.
Eso los hace mucho más potentes.
Sí, lo que se ha hecho es construir los primeros prototipos
de ordenadores cuánticos
que demuestran que funcionan en la práctica.
Lo que pasa es que todavía son muy pequeños
y solo demuestran el principio del funcionamiento.
Lo que hay que hacer ahora es hacerlos más grandes
hasta construir un ordenador cuántico que cumpla todas las promesas
que hemos hecho con ellos.
Y eso va a llevar bastante tiempo.
Lo que ha cambiado en los últimos tres años
es que estas investigaciones y estos desarrollos
de los ordenadores cuánticos de pasar de prototipos
a ordenadores más grandes que se hacían en laboratorios
como este de aquí, ahora ya se hace en multinacionales.
Y eso va a acelerar el proceso, pero, aun así,
yo creo que va a tardar mucho tiempo en llegar a la sociedad.
Sí.
Lo que hacemos aquí es intentar construir
un ordenador cuántico.
El objetivo no es superar el rendimiento del ordenador clásico
en todas sus aplicaciones, sino cubrir las lagunas
allá donde el ordenador tradicional funciona mal.
Esto se hace en un entorno y con un prototipo
relativamente complicado y grande.
En el futuro, esperamos miniaturizar dichos sistemas.
Claro. El primer transistor tenía un tamaño enorme
y ahora tenemos millones en chips informáticos
realmente pequeños.
Creo que es muy difícil saberlo.
Por ahora, ni siquiera podemos decir si alguna vez funcionará.
(RÍEN)
Esperamos que así sea, pero quién sabe.
Tal vez tengamos un prototipo útil de aquí a diez o 20 años.
De ahí, a un producto comercial,
todo dependerá de cuánto llegue a pagar el mercado por él.
Sí, el teletransporte cuántico tiene una aplicación
que se está desarrollando hoy en día que es en comunicación criptográfica.
Criptografía, ¿no?
Si uno es capaz de enviar información de un sitio a otro
sin que pase por en medio,
hace que esa información sea inviolable.
Y si hay alguien escuchando intentando hackear la información,
no la va a poder hackear, porque no pasa por ahí.
Entonces, la criptografía cuántica, que utiliza
fenómenos como el teletransporte y otros parecidos
para encriptar información para que no se pueda descifrar,
se está desarrollando hoy en día.
Y ya hay algunas compañías que ya venden
sistemas criptográficos cuánticos.
Aplicaciones militares y para ti.
Cuando compras algo por Internet, tienes que poner
el número de tu tarjeta de crédito, y eso se encripta normalmente.
Y la criptografía cuántica permitiría encriptarlo de una forma
que no habría forma de que ningún hacker
pudiese obtener esa información.
Como no pasa por ningún cable, aunque haya alguien escuchando,
no pasará por ahí la información.
Desaparecerá de un sitio y aparecerá en otro.
Es la información y una de las propiedades de la física cuántica,
de los estados entrelazados cuánticos,
algo que existe en el mundo microscópico
y que no existe en nuestro mundo macroscópico.
Y nos llama mucho la atención porque es un poco raro.
Esto son varios átomos, unos 200 átomos.
Por ejemplo, aquí quitamos unos cuantos átomos para dibujar
la letra griega psi, símbolo de la mecánica cuántica.
Si un objetivo nos permite ver individualmente
la posición de los átomos,
también podemos enviar un rayo láser a un solo átomo y así quitarlo,
enviarlo a un estado cuántico distinto
y sacarlo del sistema.
Tenemos una cámara de vacío donde tenemos los átomos atrapados
en la otra parte del laboratorio.
Bueno, pues esto son todos los aparatos que necesitamos
para enfriar los átomos y poder tomar estas fotografías.
Justo aquí tenemos el horno con los átomos de rubidio.
Esto genera un gas que está a temperatura ambiente
y, usando láseres desde todas las direcciones,
podemos preparar un gas de átomos
que está a temperaturas de nanokelvin,
cien millones de veces más frío que el espacio.
Exacto, sí. Si no hay otras civilizaciones
trabajando en este tipo de experimentos.
¿Ves como un disco metálico?
Es justo la última cámara en la que haremos la fotografía.
Hay varias cámaras, para enfriar progresivamente.
Y es muy poco accesible, porque necesitamos enviar láseres
por todas las direcciones a cada una de estas cámaras.
Que no se muevan cuando hacemos la fotografía es importante,
pero sobre todo porque las propiedades de la mecánica cuántica
solo aparecen con estas temperaturas tan bajas.
Este simulador cuántico que tenemos es un caso concreto
de un ordenador cuántico.
Un ordenador cuántico podría resolver cualquier problema.
Nuestro sistema sirve para un tipo muy concreto:
cómo se mueven los electrones en un sólido.
Necesitaría un ordenador del tamaño del universo
para poder simular un sistema con unos 100 o poco más electrones.
Pero si lo simulo y hago un sistema que se parece mucho
a los electrones porque son partículas cuánticas,
puedo entender algunas de las propiedades
mirando mis átomos de rubidio, que son más fáciles de controlar
que los electrones, que son mucho más pequeños.
Todas estas propiedades las vemos de alguna manera cada día.
La superposición y el efecto túnel es algo que vemos.
Preparamos un solo átomo en un punto de esta retícula
que te he descrito
y el átomo empieza por efecto túnel a moverse por todo el sistema.
Si tú coges una partícula clásica, una canica o algo parecido,
y pones una pared, una barrera, delante suyo,
no puede atravesarla si no tiene suficiente energía.
Si yo le doy energía a la partícula, al final va a poder pasar.
Pero en la mecánica cuántica es posible que una partícula,
aunque no tenga energía para pasar por encima de esta barrera,
puede atravesarla por el llamado efecto túnel.
Y esto es una consecuencia
de la longitud de onda de los electrones o de los átomos.
¿Podemos parar cinco minutos? Es importante.
Muchas horas diarias, más de ocho.
Soy privilegiado al tener un trabajo que me gusta
y me sirve como "hobby", pero eso viene con una parte
que no es tan agradable, que es la parte más administrativa,
que hay que hacerla, y te quita parte del trabajo,
así que uso los fines de semana para recuperarme en el trabajo.
Pues lo hago de varias formas.
Una de ellas es que me voy todos los años un mes o dos meses
a Estados Unidos, a universidades americanas,
y me voy con algún colaborador, o dos o tres colaboradores.
Nos vamos allí, nos encerramos un mes
y ese mes simplemente hablamos de física
o los problemas en los que estamos trabajando.
Hay que apostar por las dos.
Por un lado, a corto plazo,
para tener beneficios para la sociedad,
pero, por otro, a largo plazo, para poder descubrir algo
como los láseres o como los ordenadores cuánticos
surgieron de "curiosity driven research".
Sí, sobre todo a los políticos españoles.
Los políticos alemanes tienen una sociedad
como la Max Planck, que es donde trabajo yo,
en la que el primer principio es hacer investigación básica
dirigida por la curiosidad.
(HABLA EN INGLÉS)
Sabemos que la física cuántica y la teoría de la relatividad,
las dos revoluciones científicas del año pasado en la física,
parece que son incompatibles,
excepto cuando hablamos del origen del universo,
del "big bang", que ahí necesitamos ambas teorías.
Al no ser compatibles, no podemos explicarlo.
También en fenómenos que ocurren en los agujeros negros.
Esto ha pasado siempre, si uno mira la historia.
Siempre que hemos atravesado una nueva frontera,
descubrimos una nueva era, unas nuevas leyes,
o empleamos unas nuevas leyes,
eso da lugar a cosas inimaginables.
Yo creo que más allá de los ordenadores cuánticos,
de la criptografía o de lo que sea,
esto abre una nueva frontera
y empezarán a surgir muchas aplicaciones
que hoy en día son imposibles de imaginar.
También yo creo que tiene un aspecto filosófico
y de cambio de nuestra visión de lo que es la realidad,
la visión de qué es lo más allá de donde estoy yo.
¿Tú existes? ¿Eres como te veo? ¿Eres distinto?
Da una respuesta muy curiosa y bastante inesperada.
Es decir, la realidad, independiente de nosotros,
no está bien definida hasta que no observamos.
Yo creo que entender la física cuántica se puede entender.
De hecho, muchos físicos cuánticos la entendemos.
La cuestión es qué significa entender.
Cuando te digo: "¿Tú entiendes que las cosas se caigan?
"¿Por qué se caen?".
Uno se plantea: "Lo entiendo porque lo he visto.
No me sorprende".
La cuántica, si no trabajas con ella, te sorprende.
Feynman se refería eso.
Unir la teoría cuántica con la gravedad
me parece que es posible que se haga
y que se haga no en un tiempo demasiado largo.
Pero no creo que sea la teoría del todo.
Es decir, que no haya otras fuerzas que no conozcamos
que no sean ni gravedad ni la teoría cuántica,
sino que haya otros tipos de energía, otros tipos de materia,
otros tipos de lo que sea, que no los hayamos descubierto
porque no los podemos medir o no están en nuestro entorno
porque están en otro sitio,
porque no tenemos la precisión para poderlos medir.
Creemos que sabemos mucho, y sabemos mucho,
pero estamos rascando la superficie de una bola
y todavía queda todo lo de dentro por descubrir.
Y eso pueden pasar muchos años, millones de años.
Viajaremos al Instituto Max-Planck, situado en Garching, para conocer a Ignacio Cirac, un español reconocido como una autoridad mundial en el campo de la física cuántica. Desde allí explicaremos, de manera rigurosa pero sobre todo atractiva y comprensible, qué es la física cuántica.
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jaaj que buen final Gracias Pere