{"id":124411,"date":"2013-07-16T18:25:51","date_gmt":"2013-07-16T21:25:51","guid":{"rendered":"http:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/?p=124411"},"modified":"2015-10-16T13:39:10","modified_gmt":"2015-10-16T16:39:10","slug":"apuestas-cuanticas","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/apuestas-cuanticas\/","title":{"rendered":"Apuestas cu\u00e1nticas"},"content":{"rendered":"
\"Serge

Eduardo Cesar<\/span>Serge Haroche: “No me gusta la idea de presentarme como un ingeniero que construir\u00e1 la computadora cu\u00e1ntica”Eduardo Cesar<\/span><\/p><\/div>\n

La mec\u00e1nica cu\u00e1ntica es una rama de la f\u00edsica que le provoca extra\u00f1eza a la mayor\u00eda de la gente. Superposici\u00f3n de estados, enmara\u00f1amiento de part\u00edculas, decoherencia de sistemas: tales conceptos generalmente se les escapan de la comprensi\u00f3n a quienes, como todos en la Tierra, viven en el mundo de la f\u00edsica cl\u00e1sica. De todos modos, el hombre convive hoy en d\u00eda con inventos que operan basados en efectos cu\u00e1nticos, tales como el l\u00e1ser y los aparatos de resonancia magn\u00e9tica. El premio Nobel de F\u00edsica del a\u00f1o pasado se lo llevaron, conjuntamente, dos cient\u00edficos que trabajan en forma independiente y con abordajes distintos, en un \u00e1rea de frontera de ese campo. Debido a sus \u201cm\u00e9todos experimentales innovadores, que permiten medir y manipular sistemas cu\u00e1nticos individuales\u201d, el estadounidense David Wineland, del Instituto Nacional de Est\u00e1ndares y Tecnolog\u00eda (Nist) y de la Universidad de Colorado en Boulder, y el franc\u00e9s Serge Haroche, de la \u00c9cole Normale Sup\u00e9rieure y del Coll\u00e8ge de France, compartieron ese lauro en 2012.<\/p>\n

\"David

Eduardo Cesar<\/span>David Wineland: “Siempre que alguien desarrolla un reloj m\u00e1s preciso, aparece un nuevo uso, generalmente en la navegaci\u00f3n”Eduardo Cesar<\/span><\/p><\/div>\n

Junto a otros tres premios Nobel, Wineland y Haroche estuvieron presentes entre finales de febrero y comienzos de marzo de este a\u00f1o en un simposio organizado por el Instituto de F\u00edsica de S\u00e3o Carlos de la Universidad de S\u00e3o Paulo, en donde concedieron sendas entrevistas exclusivas a Pesquisa FAPESP (lea el reportaje sobre el simposio en la edici\u00f3n n\u00ba 205<\/em><\/a>). Ambos frecuentan Brasil desde hace al menos dos d\u00e9cadas, y Haroche, quien suele pasar sus vacaciones en una playa de Bah\u00eda, visit\u00f3 nuevamente el pa\u00eds luego del evento realizado en el interior paulista. Hablaron de sus investigaciones, que tienen una cierta complementariedad, y de los posibles caminos a los que sus estudios pueden conducir. Wineland conjetura que relojes at\u00f3micos m\u00e1s precisos quiz\u00e1 puedan ser \u00fatiles para pronosticar terremotos, por ejemplo. \u00bfY el tan so\u00f1ado ordenador cu\u00e1ntico? \u201cNo me agrada la idea de presentarme como un ingeniero que construir\u00e1 la computadora cu\u00e1ntica. Nadie sabe qu\u00e9 ruta seguir para arribar a ello. Estamos haciendo progresos, pero dando peque\u00f1os pasos\u201d, afirma Haroche. Las entrevistas fueron realizadas por separado. Pero, como los temas abordados a veces se rozan y se repiten, se editaron conjuntamente los dichos de ambos.<\/p>\n

\u00bfFue una sorpresa el ganar el Nobel el a\u00f1o pasado?<\/strong><\/em><\/p>\n

WINELAND<\/strong> \u2013 Pienso que la mayor\u00eda de los que ganan el Nobel de una manera u otra hab\u00edan o\u00eddo antes decir que pod\u00edan ganar el premio. Escuch\u00e9 que mencionaron mi nombre un par de veces. En ese sentido, el premio no fue algo totalmente inesperado. Pero durante los \u00faltimos a\u00f1os no estaba pensando en el tema. Algunas personas se despiertan para escuchar las noticias y saber qui\u00e9nes son los ganadores del Nobel. Pero yo estaba durmiendo cuando hicieron el anuncio. Mi mujer me despert\u00f3. Cuando se gana un Nobel, est\u00e1 impl\u00edcito que uno se convierte en una especie de portavoz de su campo de investigaci\u00f3n. Eso fue lo que pas\u00f3 conmigo y con Serge. Uno pasa a ser una inspiraci\u00f3n para los estudiantes, que hoy en d\u00eda cuentan con tantas distracciones, para que sigan la carrera cient\u00edfica. Una forma sencilla de hacer eso es contar mi historia. Cuando era joven, en la secundaria, me interesaban m\u00e1s los coches y las motos, no la ciencia. Ciertamente no fui uno de los mejores alumnos. Pero he de decir que siempre me gustaron la matem\u00e1tica y la f\u00edsica cuando estaba en la escuela.<\/p>\n

HAROCHE<\/strong> \u2013 Este tipo de premio no es algo que uno espere. Por supuesto que yo sab\u00eda que estaba haciendo un trabajo que suscitaba la atenci\u00f3n de la comunidad. Pero nuestra \u00e1rea es vasta, hay muchos temas y sub\u00e1reas que est\u00e1n produciendo resultados interesantes. Por eso era imposible vaticinar qui\u00e9nes lo ganar\u00edan. Uno tambi\u00e9n debe entender \u2013y David coincide conmigo en este punto\u2013 que el premio es para el \u00e1rea como un todo. No es para m\u00ed y para \u00e9l. La investigaci\u00f3n es un trabajo en grupo. En mis estudios, cont\u00e9 con el trabajo de dos investigadores s\u00e9nior. Estoy seguro de que fue lo mismo para David. Pero, debido a la naturaleza del Nobel, ellos necesitan asociar el premio con algunas personas.<\/p>\n

\u00bfSus equipos eran rivales?<\/strong><\/em><\/p>\n

WINELAND \u2013<\/strong> Los abordajes eran lo suficientemente distintos como para que no nos sinti\u00e9ramos compitiendo en una misma \u00e1rea. Rainer Blatt [f\u00edsico de la Universidad de Insbruck], quien tambi\u00e9n estuvo en el seminario de S\u00e3o Carlos, cuenta con un grupo muy fuerte y es uno de mis mayores competidores. Pese a que lo somos, tambi\u00e9n somos buenos amigos desde hace muchos a\u00f1os. Mis trabajos y los de Serge son un tanto complementarios. Para explicarlo en forma sencilla, yo dir\u00eda que uso la luz para controlar algunas propiedades de los \u00e1tomos, y Serge usa \u00e1tomos para investigar y controlar propiedades de la luz. Aunque se describa que un trabajo es lo opuesto del otro, nos valemos de la misma f\u00edsica cu\u00e1ntica para describir interacciones entre los \u00e1tomos y la luz.<\/p>\n

HAROCHE \u2013<\/strong> Existe una hermosa simetr\u00eda entre nuestras investigaciones. A decir verdad, ambos trabajamos con las interacciones de la luz y de los \u00e1tomos en el nivel cu\u00e1ntico m\u00e1s fundamental. Yo veo las cosas desde una perspectiva y \u00e9l desde otra. Quiz\u00e1 esa simetr\u00eda sea lo que llev\u00f3 al comit\u00e9 del Nobel a pensar que ser\u00eda algo bueno premiarnos a ambos.<\/p>\n

\u00bfEl enmara\u00f1amiento es la impronta que indica que existe algo cu\u00e1ntico en un sistema?<\/em><\/strong><\/p>\n

WINELAND \u2013<\/strong> Antes del enmara\u00f1amiento est\u00e1 la idea de la superposici\u00f3n de estados. Uno de los experimentos que hicimos en nuestro laboratorio consisti\u00f3 en mostrar que una part\u00edcula, un i\u00f3n o un \u00e1tomo, puede estar en dos lugares al mismo tiempo antes de que haya enmara\u00f1amiento. La superposici\u00f3n es la marca registrada de que ingresamos en el extra\u00f1o mundo de la mec\u00e1nica cu\u00e1ntica. Para m\u00ed y tambi\u00e9n para otra gente, una cuesti\u00f3n fundamental a\u00fan no respondida consiste en saber d\u00f3nde termina el mundo cl\u00e1sico y d\u00f3nde empieza el cu\u00e1ntico. De haber una l\u00ednea divisoria, debemos saber d\u00f3nde est\u00e1. Eso trae a la luz conceptos tales como el de la existencia de varios mundos o universos [paralelos]. En este momento, considero que la tesis de los diversos mundos es perturbadora, pero es tan v\u00e1lida como cualquier otra idea acerca de lo que realmente pueda estar sucediendo. Hasta donde yo s\u00e9, es una soluci\u00f3n v\u00e1lida para el problema. Como f\u00edsico experimental, siento que existe algo por descubrir en ese sentido. Pero no contamos con un experimento que pueda hacerse para responder a esta cuesti\u00f3n. Tal vez exista alg\u00fan mecanismo, alguna nueva f\u00edsica, que todav\u00eda no vislumbramos, que genera esa barrera (entre lo cu\u00e1ntico y lo cl\u00e1sico). Este campo es muy especulativo. No creo que alguien tenga la respuesta a esta cuesti\u00f3n. Pero siento que hay algo muy profundo por descubrir.<\/p>\n

HAROCHE \u2013<\/strong> La noci\u00f3n central [de la f\u00edsica cu\u00e1ntica] es la superposici\u00f3n, el hecho de que un sistema pueda estar al mismo tiempo en diferentes estados. El enmara\u00f1amiento es una consecuencia de ello. Dos sistemas est\u00e1n enmara\u00f1ados cuando interact\u00faan y pueden mantenerse en una superposici\u00f3n de estados. Esto quiere decir que lo que sucede con un sistema inmediatamente produce un efecto sobre el otro, aun cuando los mismos est\u00e9n separados por una gran distancia. A eso se le llama no-localidad. Es una propiedad muy bien establecida de la materia y de la radiaci\u00f3n. De manera superficial, puede pensarse que esta propiedad viola la noci\u00f3n de causalidad, pues no es posible propagar informaci\u00f3n a una velocidad mayor que la de la luz. De todos modos, existen algunos tipos de correlaci\u00f3n que son instant\u00e1neos. Pero esas correlaciones no pueden usarse para propagar informaci\u00f3n. Por consiguiente, no hay ninguna contradicci\u00f3n. Hay muchos grupos trabajando en esta cuesti\u00f3n, sobre todo con fotones propag\u00e1ndose en el espacio abierto y en fibra \u00f3ptica. Uno de los pioneros en ese campo es mi colega Alain Aspect [del Instituto de \u00d3ptica y de la Escuela Polit\u00e9cnica de Par\u00eds, quien tambi\u00e9n estuvo presente en el simposio], que realiz\u00f3 un experimento en 1982 demostrando por primera vez este tipo de enmara\u00f1amiento.<\/p>\n

\u00bfQu\u00e9 podemos esperar en t\u00e9rminos de nuevas aplicaciones derivadas de la f\u00edsica cu\u00e1ntica?<\/strong><\/em><\/p>\n

WINELAND \u2013<\/strong> La mayor\u00eda de los f\u00edsicos cree que las aplicaciones en el \u00e1rea de computaci\u00f3n cu\u00e1ntica deber\u00e1n operar con simulaciones. Por ejemplo: una cosa que estimul\u00f3 mucho a la computaci\u00f3n (cu\u00e1ntica) fueron los algoritmos de factorizaci\u00f3n. Pero efectuar una factorizaci\u00f3n \u00fatil constituye un desaf\u00edo sumamente dif\u00edcil, pues se utilizan muchos recursos que a\u00fan no dominamos. Con una cantidad peque\u00f1a de qubits [bits cu\u00e1nticos] se pueden hacer cosas interesantes. Tal vez con 50 \u00f3 100 qubits sea posible simular un sistema. Para m\u00ed, esta cuesti\u00f3n ser\u00e1 interesante cuando logremos aprender algo nuevo con esa simulaci\u00f3n. Por ahora, en la f\u00edsica cu\u00e1ntica se est\u00e1n haciendo demostraciones de simulaciones que ya hemos logrado hacer con una computadora normal. Es dif\u00edcil pronosticarlo, pero a lo mejor en los pr\u00f3ximos 10 a\u00f1os logramos hacer una simulaci\u00f3n que realmente nos ense\u00f1e algo nuevo.<\/p>\n

HAROCHE \u2013<\/strong> Hay cosas que son una realidad, como lo es la criptograf\u00eda cu\u00e1ntica. Pero la cuesti\u00f3n que se plantea es si \u00e9sta es \u00fatil y competitiva en relaci\u00f3n con la criptograf\u00eda cl\u00e1sica. Est\u00e1 tambi\u00e9n la metrolog\u00eda, en la cual se hace uso de la f\u00edsica cu\u00e1ntica para perfeccionar la precisi\u00f3n de las mediciones. Un buen ejemplo de ello es el trabajo de David con relojes at\u00f3micos. \u00c9l emplea el enmara\u00f1amiento para medir lo que sucede en un i\u00f3n, que ser\u00eda el reloj at\u00f3mico m\u00e1s preciso hasta ahora construido. La computadora cu\u00e1ntica podr\u00eda trabajar en un estado de superposici\u00f3n, de manera tal que algunos c\u00e1lculos podr\u00edan hacerse en forma m\u00e1s r\u00e1pida y eficiente que en una computadora cl\u00e1sica. Eso es un sue\u00f1o. Los conceptos necesarios a tal fin est\u00e1n establecidos, pero funcionan en sistemas peque\u00f1os. Para contar con una computadora cu\u00e1ntica, debemos controlar centenares de part\u00edculas. Existen problemas t\u00e9cnicos y pr\u00e1cticos y no sabemos si se resolver\u00e1n. No me gusta la idea de presentarme como un ingeniero que construir\u00e1 la computadora cu\u00e1ntica. Nadie sabe qu\u00e9 ruta debemos tomar para alcanzar ese objetivo. Estamos haciendo peque\u00f1os progresos. Por ejemplo: estamos aprendiendo a corregir peque\u00f1os errores que se producen en los sistemas cu\u00e1nticos, a los cuales los denominamos decoherencia. La superposici\u00f3n cu\u00e1ntica es un estado sumamente fr\u00e1gil, que desaparece f\u00e1cilmente. En Par\u00eds, hacemos experimentos a los que denominamos correcci\u00f3n de feedback, en los cuales logramos mantener una cierta cantidad de fotones durante un tiempo promedio muy largo. Logramos corregir las perturbaciones tan pronto c\u00f3mo se producen. Esto es bueno para algunas cosas, pero no lo suficiente como para la computaci\u00f3n cu\u00e1ntica. Es sumamente dif\u00edcil prever qu\u00e9 suceder\u00e1. Si observamos la historia, todas las tecnolog\u00edas derivadas de la f\u00edsica cu\u00e1ntica, tales como el l\u00e1ser y las im\u00e1genes de resonancia magn\u00e9tica nuclear con fines m\u00e9dicos, salieron de la investigaci\u00f3n b\u00e1sica no concebida con tal finalidad. Estoy casi seguro de que las aplicaciones aparecer\u00e1n. Pero no se puede adivinar qu\u00e9 suceder\u00e1.<\/p>\n

\u00bfLos progresos son mucho m\u00e1s palpables en el \u00e1rea de los relojes at\u00f3micos?<\/strong><\/em><\/p>\n

WINELAND \u2013\u00a0<\/strong>\u00c9se es un campo mucho m\u00e1s desarrollado. Elaboramos relojes at\u00f3micos que sirven con un prop\u00f3sito, tanto con \u00e1tomos como con iones. Un buen ejemplo de ello son los sistemas de navegaci\u00f3n basados en GPS. Desde hace d\u00e9cadas se fabrican los relojes at\u00f3micos para esos sistemas. Y es as\u00ed desde hace siglos: siempre que alguien desarrolla un reloj m\u00e1s preciso, un nuevo uso aparece, generalmente en el \u00e1rea de navegaci\u00f3n. Fue y sigue siendo as\u00ed. Existen algunas aplicaciones en comunicaci\u00f3n que tambi\u00e9n emplean relojes at\u00f3micos. Por ejemplo: de contar con un reloj at\u00f3mico para un sistema del tipo del GPS con precisi\u00f3n de mil\u00edmetros, podr\u00edamos medir la deformaci\u00f3n de la Tierra. Potencialmente, un sistema as\u00ed podr\u00eda pronosticar terremotos. Pero, por supuesto, ser\u00e1n necesarias tambi\u00e9n otras herramientas; pero un reloj con esa precisi\u00f3n podr\u00eda ser \u00fatil en ese sentido.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"Los ganadores del Nobel se refieren a los retos de la mec\u00e1nica cu\u00e1ntica","protected":false},"author":13,"featured_media":0,"comment_status":"open","ping_status":"open","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"_acf_changed":false,"_exactmetrics_skip_tracking":false,"_exactmetrics_sitenote_active":false,"_exactmetrics_sitenote_note":"","_exactmetrics_sitenote_category":0,"footnotes":""},"categories":[181],"tags":[304],"coauthors":[101],"class_list":["post-124411","post","type-post","status-publish","format-standard","hentry","category-ciencia-es","tag-fisica-es"],"acf":[],"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/124411","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/users\/13"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/comments?post=124411"}],"version-history":[{"count":0,"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/124411\/revisions"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=124411"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=124411"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=124411"},{"taxonomy":"author","embeddable":true,"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/coauthors?post=124411"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}