Premio Nobel de F¨ªsica de 2022 para los pioneros de la comunicaci¨®n cu¨¢ntica

La Real Academia de las Ciencias de Suecia ha concedido este martes el Premio Nobel de F¨ªsica de 2022 al franc¨¦s Alain Aspect, al estadounidense John Clauser y al austriaco Anton Zeilinger, por su trabajo pionero en la ciencia de la comunicaci¨®n cu¨¢ntica. El galard¨®n incluye 10 millones de coronas suecas, unos 930.000 euros.

Los tres f¨ªsicos han demostrado que es posible controlar part¨ªculas en entrelazamiento cu¨¢ntico, un estado en el que lo que le ocurre a una part¨ªcula determina lo que le pasa a otra, pese a estar incluso a kil¨®metros de distancia. En 2012, el equipo de Zeilinger logr¨® ¡°teleportar un estado cu¨¢ntico¡± entre dos fotones de luz entrelazados y separados por 143 kil¨®metros: uno estaba en la isla canaria de La Palma y otro, en Tenerife. Las herramientas desarrolladas por los tres galardonados han allanado el camino hacia nuevas tecnolog¨ªas de comunicaci¨®n cu¨¢ntica y m¨¦todos seguros de encriptaci¨®n de la informaci¨®n, seg¨²n ha destacado la academia.

El concepto de entrelazamiento no es en absoluto intuitivo. Una vez que dos part¨ªculas elementales est¨¢n entrelazadas, la medici¨®n de una propiedad f¨ªsica ¡ªcomo la polarizaci¨®n de un fot¨®n o el momento intr¨ªnseco de rotaci¨®n de un electr¨®n¡ª en una de ellas determinar¨¢ lo observable en la otra, sin que existan se?ales f¨ªsicas entre ellas. A trav¨¦s de una part¨ªcula, se puede transferir informaci¨®n a otra muy alejada. El f¨ªsico alem¨¢n Albert Einstein defini¨® este fen¨®meno como ¡°una espeluznante acci¨®n a distancia¡±.

La academia sueca compara estas parejas entrelazadas con una m¨¢quina que lanza bolas de colores en direcciones opuestas. Si una persona recibe una pelota blanca, sabe inmediatamente que al otro lado ha llegado una pelota negra. China pulveriz¨® en 2020 el r¨¦cord de distancia de comunicaci¨®n cu¨¢ntica. Su sat¨¦lite Micius, que orbita la Tierra a una altura de unos 500 kil¨®metros, transmiti¨® una clave secreta escrita con fotones entrelazados a dos instalaciones terrestres separadas por m¨¢s de mil kil¨®metros.

Los ¨¦xitos de los premiados se apoyan en el trabajo del f¨ªsico norirland¨¦s John Stewart Bell, fallecido en 1990. Bell postul¨® en 1964 teor¨ªas que suger¨ªan que, si dos part¨ªculas interaccionaban a distancia, no era por variables locales ocultas. El estadounidense John Clauser, nacido en Pasadena (California) hace 79 a?os, confirm¨® experimentalmente las ideas de Bell en el Laboratorio Nacional Lawrence Berkeley (EE UU), aunque dej¨® lagunas en el conocimiento que fueron cubiertas en la Universidad Par¨ªs-Saclay por Alain Aspect, nacido en Agen (Francia) hace 74 a?os, y en la Universidad de Viena por Anton Zeilinger, nacido en Ried im Innkreis (Austria) hace 77 a?os.

El anuncio del Nobel de F¨ªsica se ha producido en un acto en Estocolmo, en el que Zeilinger ha subrayado el trabajo colectivo en sus experimentos. ¡°Este premio es un est¨ªmulo para los j¨®venes: no habr¨ªa sido posible sin los m¨¢s de 100 j¨®venes que han trabajado conmigo a lo largo de los a?os¡±, ha proclamado el f¨ªsico austriaco.

El f¨ªsico espa?ol Ignacio Cirac, director del Instituto Max Planck de ?ptica Cu¨¢ntica en Alemania, explica que los tres galardonados son ¡°los pioneros que han dado lugar a la segunda revoluci¨®n cu¨¢ntica, que es el procesar y transmitir informaci¨®n utilizando las leyes de la f¨ªsica cu¨¢ntica¡±. La primera revoluci¨®n cu¨¢ntica, hace un siglo, dio lugar a nuevas tecnolog¨ªas como la electr¨®nica, los l¨¢seres y los superconductores.

¡°La f¨ªsica cu¨¢ntica tiene aspectos muy ex¨®ticos, que nos sorprenden a todos. Alain Aspect, John Clauser y Anton Zeilinger son los que hicieron los experimentos que demostraron que la naturaleza es realmente as¨ª de ex¨®tica. Verificaron que las predicciones m¨¢s absurdas de la f¨ªsica cu¨¢ntica son correctas¡±, se?ala Cirac, cuyo nombre tambi¨¦n est¨¢ en las quinielas para un Nobel de F¨ªsica que premie a los pioneros de la computaci¨®n cu¨¢ntica. Cirac gan¨® en 2006 el Premio Pr¨ªncipe de Asturias de Investigaci¨®n Cient¨ªfica y tres a?os m¨¢s tarde comparti¨® con su colega austriaco Peter Zoller el Premio Fronteras del Conocimiento de la Fundaci¨®n BBVA, dotado con 400.000 euros.

El f¨ªsico espa?ol Oriol Romero-Isart, de la Universidad de Innsbruck (Austria), aplaude el galard¨®n. ¡°Se valora c¨®mo la ciencia fundamental, motivada por la curiosidad, genera aplicaciones a largo plazo¡±, celebra. Romero-Isart recuerda las discusiones filos¨®ficas de Einstein y el f¨ªsico dan¨¦s Niels Bohr sobre el significado de la f¨ªsica cu¨¢ntica, la rama de la f¨ªsica que investiga las leyes propias que rigen en la naturaleza a escalas diminutas. ¡°La combinaci¨®n de cuestiones filos¨®ficas y generaci¨®n de nuevas aplicaciones tecnol¨®gicas es una caracter¨ªstica ¨²nica de la f¨ªsica cu¨¢ntica que este premio ejemplifica de una manera muy clara¡±, opina Romero-Isart.

Verificaron que las predicciones m¨¢s absurdas de la f¨ªsica cu¨¢ntica son correctas

Ignacio Cirac, f¨ªsico

El investigador Juan Jos¨¦ Garc¨ªa Ripoll, del Instituto de F¨ªsica Fundamental (CSIC), coincide con sus colegas. ¡°Este Nobel es espectacular y muy merecido, se lleva esperando muchos a?os¡±, afirma. Ripoll subraya el papel pionero del norirland¨¦s John Stewart Bell (1928¨C1990), cuyo trabajo te¨®rico abri¨® el camino a Aspect, Clauser y Zeilinger. ¡°Estos experimentos validaron lo que Bell propon¨ªa y han sentado las bases sobre las que se construyen muchas otras cosas, como la computaci¨®n cu¨¢ntica¡±, recuerda.

Un a?o m¨¢s, el jurado del Nobel de F¨ªsica solo ha premiado a hombres. Desde 1901, solo cuatro de los 221 cient¨ªficos galardonados han sido mujeres. La polaca nacionalizada francesa Marie Curie fue la primera en 1903, por sus estudios sobre la radiactividad. La estadounidense de origen alem¨¢n Maria Goeppert-Mayer recibi¨® el galard¨®n en 1963, por sus investigaciones sobre la estructura interna del n¨²cleo de los ¨¢tomos. La canadiense Donna Strickland gan¨® en 2018 por desarrollar los pulsos de l¨¢ser m¨¢s intensos jam¨¢s creados por la humanidad. Y la estadounidense Andrea Ghez fue premiada en 2020 por descubrir un agujero negro en el centro de la V¨ªa L¨¢ctea.

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