La física cuántica se ha erigido como uno de los pilares fundamentales sobre los cuales se asienta la física moderna. Es una puerta a un mundo fascinante, de características sorprendentes; un microcosmos regido por la imposibilidad de la determinación exacta de pares de propiedades de una partícula, como su posición y su momento. Física cuántica realiza con maestría un descenso a los abismos de la interferometría de partículas, la teleportación, la intricación y la criptografía cuántica. Se trata de un texto indispensable, un verdadero tour de force que desafía al mismísimo Richard Feynman, Premio Nobel de Física, y a su célebre aforismo: “Nadie entiende la física cuántica.”
La física cuántica se ha erigido como uno de los pilares fundamentales sobre los cuales se asienta la física moderna. Es una puerta a un mundo fascinante, de características sorprendentes; un microcosmos regido por la imposibilidad de la determinación exacta de pares de propiedades de una partícula, como su posición y su momento. Física cuántica realiza con maestría un descenso a los abismos de la interferometría de partículas, la teleportación, la intricación y la criptografía cuántica. Se trata de un texto indispensable, un verdadero tour de force que desafía al mismísimo Richard Feynman, Premio Nobel de Física, y a su célebre aforismo: “Nadie entiende la física cuántica.”
Desde hace mas de tres cuartos de siglo, sabemos que la naturaleza esta regida por las leyes que determina una teoria fisica en muchos aspectos paradojica y contraintuitiva: la fisica cuantica. Sin apenas matematicas, situando aquello que se trata en un contexto historico, y utilizando unas atractivas ilustraciones que destacan las principales ideas que aparecen en el, este libro, La realidad cuantica, presenta los fundamentos de la mecanica cuantica. Su objetivo primero es explicar los desconcertantes conceptos de superposicion, colapso y entrelazamiento, que sostienen el edificio cuantico. Recurriendo a experimentos, los autores, dos destacados investigadores en esa rama de la fisica, van desvelando, de un modo intuitivo, esos conceptos, explicando, asimismo, resultados fundamentales como los producidos por John Bell, que precipitaron la caida del mundo determinista defendido por Einstein. Una vez establecida esa base teorico-experimental, y siguiendo el mismo procedimiento intuitivo, los autores presentan las modernas aplicaciones de esos conceptos cuantico: teleportacion, criptografia y ordenadores cuanticos. Todas ellas se enmarcan en la Teoria de la Informacion Cuantica, una disciplina tras la que se esconden importantes interrogantes que tambien se tratan aqui, tales como si la informacion es suficiente para interpretar correctamente la mecanica cuantica, o si el mundo se explicaria, en ultimo termino, como informacion.
En los últimos años, la física cuántica se volvió un tema recurrente en medios y redes, muchas veces presentado de manera fragmentaria, exagerada o directamente tergiversada.La computación cuántica, en particular, atraviesa el mismo fenómeno: se la describe como una tecnología capaz de resolverlo todo, o como una amenaza inmediata para la seguridad digital, cuando en realidad su desarrollo es aún incipiente y lleno de desafíos.Las encuestas de percepción pública de la ciencia muestran que la ciudadanía confía en la investigación científica, pero reconoce comprender poco sobre áreas complejas como la física y la computación cuántica.El propio título de este artículo, "La revolución cuántica en marcha", reafirma esta perspectiva: se trata de una revolución, sí, pero aún en movimiento, en construcción, lejos de haber alcanzado su meta definitiva.Este texto busca despejar mitos, ordenar la información real y ofrecer un panorama somero pero riguroso sobre qué sabemos, qué podemos esperar y cuál es la verdadera magnitud de esta transformación tecnológica.En este contexto de expectativas y confusión, el Premio Nobel de Física 2025 reconoció avances decisivos en el campo de la computación cuántica.Así se marca un hito que permite diferenciar lo que ya es realidad de lo que aún está en construcción.Para comprender la magnitud de este logro, conviene recordar que la física cuántica describe un mundo submicroscópico donde las reglas del sentido común se desvanecen.El reto es trasladar esos fenómenos invisibles -electrones, fotones-a máquinas visibles y controlables.Igual que un avión no imita el aleteo de un pájaro, una computadora cuántica se construye en un entorno ultracontrolado que permite que lo cuántico se despliegue como tecnología.Para lograrlo se requiere un aislamiento extremo, con dos condiciones fundamentales: temperaturas cercanas al cero absoluto y ausencia de vibraciones.El frío extremo no es un capricho: allí los materiales se vuelven superconductores, es decir, la electricidad circula sin resistencia ni pérdidas, condición indispensable para que los qubits -bits cuánticos que pueden ocupar múltiples estados, más allá del 0 y el 1 clásicos-mantengan su delicado estado de superposición, un principio que se desarrollará más adelante.El silencio frente a vibraciones cumple otra función: evita que Computación cuántica
A mediados de los años 60, Richard Feynman calificó la interferencia con partículas de materia individuales como el único misterio de la mecánica cuántica porque, aunque esta ciencia predice con alta precisión los patrones de interferencia observados experimentalmente, no explica su fenomenología en detalle. Para resolver el misterio, se propone una lectura alternativa del aparato matemático de la interferencia, la cual parte de la medición de los patrones por detectores de módulo cuadrado y sintetiza un nuevo principio de interferencia en espacio libre, que se aplica de igual manera tanto en óptica como con partículas de materia individuales: el confinamiento en pozos espacialmente estructurados. Se analizan los aspectos medibles y no-medibles en esta fenomenología de la interferencia y se ilustra su eficacia y validez explicativa en experimentos de interferencia con electrones y moléculas individuales reportados en la literatura científica, resolviendo de esta manera el “único misterio de la mecánica cuántica” según Feynman.
El desarrollo de las ideas basicas de la Mecanica Cuantica comenzo a principios del siglo pasado, como consecuencia de una serie de descubrimientos y observaciones que pusieron en evidencia las graves dificultades de la Fisica Clasica para interpretar las propiedades del atomo y sus partes constituyentes asi como las propiedades de la radiacion electromagnetica y su interaccion con la materia. Esos descubrimientos revolucionaron las nociones hasta entonces sustentadas por los fisicos y plantearon una asombrosa cantidad de enigmas, cuya solucion obligo a realizar un profundo replanteo de los fundamentos y conceptos basicos de la Fisica.
El estudio de la Mecanica Cuantica es importante por varias razones. En primer lugar porque pone de manifiesto la metodologia esencial de la Fisica. En segundo lugar porque tuvo un exito formidable ya que permitio dar respuestas validas a casi todos los problemas en los cuales se la ha aplicado. En tercer lugar porque es la herramienta teorica basica para numerosas disciplinas de gran importancia, como la Quimica Fisica, la Fisica Molecular, Atomica y Nuclear, la Fisica de la Materia Condensada y la Fisica de Particulas.
La fisica parece centrarse en la determinacion objetiva de los hechos. Sin embargo, esta ciencia tiene sus propios conflictos con la idea de verdad, tanto o mas que cualquier otra disciplina. La mecanica cuantica, por ejemplo, sostiene que las particulas carecen de una realidad bien definida: sus propiedades permanecen indeterminadas hasta el momento de la medicion. En tiempos recientes, varios investigadores se han interesado por la manera en que las incertidumbres en fisica podrian afectar a otra de las grandes preguntas: el funcionamiento la consciencia.
Pierre Papon nos ofrece aqui un analisis del libro de Jean-Pierre Pharabod y Gerard Klein —Heurs et malheurs de la physique quantique: Des verites incroyables—, junto con un texto notablemente claro y pedagogico sobre los desarrollos de la fisica cuantica, lo que es, como esta trastornando los conceptos que una vez reinaron en la fisica y nuestras representaciones del Universo, y como puede conducir a importantes cambios tecnologicos en el futuro.Si bien el texto puede parecer dificil para los lectores no cientificos, es una rica fuente de informacion, tambien para los interesados en la prevision y la prospectiva. Descubriran aqui, de hecho, hasta que punto cualquier simulacion sobre el futuro de los sistemas, incluso en las ciencias duras, en ausencia de un determinismo absoluto, implica un elemento de aleatoriedad e incertidumbre, hasta que punto estamos en la realidad fuera de relaciones causales simples, como las que suelen emplear los modelos econometricos, por ejemplo. Este texto explica como la fisica cuantica desafia las leyes de la fisica clasica, presenta las «increibles verdades» que revela y que pueden estar manana en el origen de importantes desarrollos cientificos y tecnicos.